Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Бекиш Любовь Петровна

Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя
<
Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бекиш Любовь Петровна. Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя : диссертация ... кандидата биологических наук : 06.01.03.- Санкт-Петербург, 2005.- 136 с.: ил. РГБ ОД, 61 05-3/1186

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Обзор литературы 8

Глава 2. Методика и условия проведения опытов

2.1. Объекты и методы исследований 30

2.2. Условия проведения опытов 34

23. Приборы и оборудование 34

Глава 3. Особенности формирования гибридного семени при воздействии лазерного облучения на пыльцу перед опылением

3.1. Влияние лазерного облучения на жизне - и оплодотворяющую способность пыльцы 36

3.2. Эмбриологические особенности формирования гибридного семени после воздействия лазерного облучения на пыльцу перед опылением 42

Глава 4. Влияние лазерного облучения на хозяйственно-биологические признаки гибридов первого поколения

4.1. Всхожесть, рост и развитие проростков гибридных семян 67

4.2. Изменение продолжительности вегетационного периода гибридов первого поколения под влиянием лазерного облучения 71

4.3. Влияние экспозиции лазерного облучения на изменчивость количественных признаков. 74

Глава 5 . Влияние лазерного облучения пыльцы на разнообразие потомств второго поколения

5.1. Влияние лазерного облучения пыльцы на продолжительность вегетационного периода 80

5.2. Влияние лазерного облучения на характер изменчивости хозяйственно-ценных признаков при внутрисортовом опылении 82

5.3. Влияние экспозиции облучения на изменение хозяйственно-полезных признаков при межсортовом скрещивании 86

Глава 6. Роль лазерного облучения в селекции ярового ячменя

6.1. Влияние экспозиции лазерного облучения на репродуктивность растений ярового ячменя 94

6.2 Влияние лазерного облучения на устойчивость к мучнистой росе ...97

6.3. Использование лазерного облучения пыльцы для отбора скороспелых, высокопродуктивных форм 98

Заключение 106

Основные выводы 107

Предложения производству 108

Список используемой литературы 109

Приложение

Введение к работе

Одним из главных источников успешного решения продовольственной проблемы является значительное повышение производства зерна. Продуктивность зерновых культур неразрывно связано с успехами селекционной работы.

Большое значение приобретает селекция сортов, которые сочетают высокую зерновую продуктивность с хорошим качеством продукции.

В этой связи проблема создания ценного исходного материала для селекции новых сортов является весьма актуальной. Имеющийся в распоряжении селекционеров генофонд не может обеспечить решение поставленных задач. В сложившейся ситуации возникает необходимость разработки новых методов изменения наследственности, которые давали бы возможность индуцировать мутационную или рекомбинационную изменчивость.

К настоящему времени имеется достаточно мутагенов физической и химической природы. Они, к сожалению, оказывают относительно «грубое» действие на генетические структуры клетки и физиолого-биохимические процессы. Это приводит к формированию мутантов с пониженной жизнеспособностью, что отрицательно сказывается на использовании их в селекционном процессе.

В 1962 году с изобретением квантовых генераторов-лазеров появился новый метод воздействия на растительные организмы.

Экспериментальные данные показали, что лазерное излучение обладает мутагенным действием при облучении генеративных органов и сухих семян растений. Это обусловило формирование нового направления в экспериментальном мутагенезе. Несмотря на положительные результаты, оно развивается медленно, в связи с тем, что механизмы действия лазерного облучения на биологические объекты до сих пор не изучены.

Известно, что только при оптимальном сочетании параметров лазерного облучения наблюдаются цито- и генетические эффекты.

Первые исследования с использованием лазерного облучения были применены при обработке семян растений. Они показали как стимулирующий так и ингибирующий эффекты. В результате были подобраны наиболее подходящие длины оптических волн, экспозиции, обеспечивающие стимулирование роста и развития растений и других признаков, а в конечном итоге повышение урожая.

На следующем этапе этих исследований было установлено мутагенное действие, при воздействии на генеративную сферу, семена, проростки и вегетирующие растения. Были получены обнадеживающие результаты.

Наконец был установлен факт получения рекомбинантов при использовании лазерного облучения. Это существенно облегчило и ускорило процесс селекции растений, значительно уменьшило объем обрабатываемого селекционного материала.

Цель настоящей работы заключается в разработке методов и приемов использования лазерного облучения для воздействия на генеративные структуры для получения рекомбинантов при работе с яровым ячменем.

Работы в этой области малочисленны, и не касаются такой культуры как ячмень. Изучение эмбриологических процессов поможет вскрыть причины, которые обуславливают эффект лазерного воздействия

Поскольку вопросы, связанные с воздействием лучей лазера на пыльцу ярового ячменя перед опылением и дальнейшим развитием формообразовательных процессов в гибридах не изучены, перед нами стояли следующие задачи:

**

Изучить влияние лазерного облучения пыльцы на ее жизне- и оплодотворяющую способность. Установить возможность повышения завязываемости гибридных семян.

Изучить эмбриологические особенности формирования гибридного семени при воздействии лазерного облучения на пыльцу перед опылением.

* > Установить влияние лазерного облучения на поведение

гибридного потомства.

Проследить динамику развития в ряду поколений таких признаков как завязываемость семян, продолжительность вегетационного периода, высота растений, масса зерен с растения и масса 1000 семян.

Отобрать из полученного материала ценные в селекционном отношении формы.

л Научная новизна работы. Впервые изучен стимулирующий эффект

гелий-неонового лазера (длина волны ).-632,8 нм), мощностью 20 мВт/см2 при гибридизации дву - и шестирядных ячменей вида Hordeum vulgare с предварительным облучением пыльцы лазерным лучом перед опылением. Были вскрыты особенности морфофизиологических процессов у гибридов, полученных при опылении облученной пыльцой. Было обнаружено оригинальное явление, связанное с увеличением разнообразия потомства в первом (F1) и во втором (F2) гибридных поколениях.

і* Практическая значимость работы. При опылении облученной

пыльцой были вскрыты особенности морфофизиологических процессов у гибридов. Выявлены нарушения на определенных этапах эмбрио - и эндоспермагенеза, приводящие к ускорению темпов развития зародыша и эндосперма.

Установлено специфическое действие излучения гелий-неонового лазера на увеличение разнообразия растений в зависимости от генотипа.

I*

*

Отработана методика облучения пыльцы для повышения завязываемости гибридных семян. Выявлен широкий спектр разнообразия по основным хозяйственно-полезным признакам, что позволило выделить формы, представляющие интерес в качестве исходного материала для селекции. Использование лазерного облучения пыльцы перед скрещиванием позволит селекционерам получать скороспелые, высокопродуктивные формы ярового ячменя.

Положения, выносимые на защиту

Особенность состояния пыльцы после воздействия на нее лазерным облучением, характеризуемая длительностью экспозиции лазерного облучения.

Эффект воздействия лазерного облучения на характер поведения гибридного потомства зависит не только от длительности экспозиции облучения, но и от генотипа используемых в гибридизации сортов.

Лазерное облучение пыльцы расширяет спектр разнообразия количественных и адаптационных признаков, определяющих продуктивность гибридного потомства.

Эмбриологические особенности формирования гибридного семени после воздействия лазерного облучения на пыльцу перед опылением

Известно, что физические факторы внешней среды, к которым относится температура, влажность, а также интегральный фактор - свет, оказывают сильное влияние на ход эмбриологических процессов, так как они способны изменять направление и интенсивность метаболических процессов, связанных с функционированием генетических структур.

Лазерный свет в красной области спектра, используемый в наших исследованиях, является физическим фактором, способным воздействовать на живую клетку. Особенно чувствительны к действию физических факторов половые гаметы. Об этом писал Ч. Дарвин в работе "Действие перекрестного опыления и самоопыления в растительном мире"(1950), где указывал на большую чувствительность половых элементов цветков к внешним условиям.

Особый интерес представляет изучение последействия лазерного облучения пыльцы перед опылением на развитие системы зигота -зародыш - эндосперм.

В связи с изложенным выше нами была поставлена задача изучить развитие зародыша ячменя в норме и при использовании лазерного облучения пыльцы перед опылением, выявить специфические особенности прохождения отдельных стадий эмбрио - эндоспермогенеза от экспозиции облучения, подойти к решению проблемы управления эмбриональными процессами растительного организма. Существуют определенные корреляции между развитием яйцеклетки и клетки - зачатка эндосперма, проявляющиеся в определенных соотношениях темпов их развития и состоянии половых ядер. При нормальном опылении эта согласованность в развитии не нарушается и система зигота - зародыш - эндосперм развивается обычным путем. Однако в большинстве случаев при отдаленных скрещиваниях система взаимоотношений нарушается, что приводит ее к гибели (Батыгина, 1974).

В некоторых случаях возможно нормальное динамическое равновесие в развитии зиготы, зародыша и эндосперма при наличии изменений в темпах развития отдельных элементов корреляционной системы.

В нашей работе мы использовали два фактора, а именно лазерное излучение и гибридизация, способные влиять на ход эмбриологических процессов. С целью изучения отклонений при гибридизации ячменя с использованием лазерного облучения пыльцы перед опылением нами были проведены эмбриологические исследования на трех этапах: 1 взаимоотношения пыльцы и пыльцевых трубок с тканями пестика , 2-сингамия и тройное слияние , 3 - развитие зародыша и эндосперма.

Необходимо было выяснить, на каком этапе развития происходит дегенерация отдельных структур и клеток, являющаяся причиной остановки развития зародыша и эндосперма, и в целом, приводящая к нарушению формирования жизнеспособного гибридного семени и определить темпы сопряженности процессов эмбрио - и эндоспермагенеза.

Прослежены эмбриологические процессы, происходящие при скрещивании ярового ячменя с предварительным облучением пыльцы отцовской формы и без облучения (контроль). В качестве родительских форм использовали сорта ярового ячменя Северный и Рассвет. Взаимоотношения пыльцы и пыльцевых трубок с тканями пестика.

Пыльцевое зерно, попадая на рыльце, вступает в сложные, четко скоординированные взаимоотношения со спорофитной тканью пестика, следствием которых является прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок. Однако эти отношения могут существенно изменяться, в результате чего прорастание пыльцы либо задерживается, либо совсем не происходит - наблюдается аномальный рост пыльцевых трубок, нарушается их структура, функционирование и т. д. Сравнительное изучение прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок при опылении с предварительным облучением пыльцы лазерным лучом и без облучения способствует выяснению реакции совместимости при лазерном воздействии.

При скрещивании сортов Северный и Рассвет без предварительного облучения пыльцы лазерным лучом перед опылением (контроль) уже с момента попадания ее на рыльце пестика наблюдались нарушения нормального взаимодействия мужских и женских половых элементов, что выражалось в дегенерации непроросших пыльцевых зерен. При прорастании пыльцевых трубок в некоторых случаях обнаружены различные аномалии роста. Иногда на концах некоторых трубок мы наблюдали вздутия. Такие пыльцевые трубки обычно прекращали свой рост, и мы могли их видеть и после оплодотворения. (Рис.3.3).

Изменение продолжительности вегетационного периода гибридов первого поколения под влиянием лазерного облучения

В литературе имеются сведения о влиянии лазерного облучения на развитие растений в первом поколении (Инюшин, 1970,1974, Шахов и др., 1972, Девятков,1978). В данных работах показаны результаты по влиянию лазерного облучения семян на продолжительность этапов органогенеза.

Имеются также сведения (Никифоров и др., 1980) о влиянии лазерного облучения пыльцы перед скрещиванием на изменение продолжительности вегетационного периода растений озимой пшеницы. Подобные исследования по яровому ячменю в литературе не обнаруженно.

Продолжительность вегетационного периода является основным признаком, определяющим продуктивность растения. Полигенная природа данного признака определяет разнообразие в его наследовании. По данным Л.П.Максимчука (1957), наследование данного признака у злаковых может быть доминантным, рецессивным или промежуточным. Из родительских компонентов материнский сорт оказывает существенное влияние в наследовании гибридами первого поколения продолжительности вегетационного периода. Лошак И.Ф.и др.(1982) отмечает, что у большинства гибридов ячменя первого поколения наблюдается промежуточный тип наследование длины вегетационного периода, если в качестве материнской формы используется скороспелый сорт, то можно говорить о преимущественном доминировании скороспелости.

В опытах по лазерной обработке пыльцы перед скрещиванием был прослежен характер наследования вегетационного периода и уровень появления скороспелых форм при скрещивании среднеспелого сорта Северный и скороспелого сорта Рассвет.

Выращивание гибридного потомства первого поколения проводили в вегетационных сосудах в естественных условиях. Гибридное потомство первого поколения, как правило, однородно. Однако, как показывают результаты феноменологических и фенологических наблюдений за ростом и развитием растений первого поколения, лазерное облучение пыльцы перед скрещиванием влияет на прохождение этапов органогенеза. Полученные нами данные показывают наличие разнокачественности между гибридами разных вариантов и родительскими формами по продолжительности вегетационного периода. Так при внутрисортовом скрещивании облученной пыльцой среднеспелого сорта Северный длительностью в 1 минуту происходит формирование 33% форм, выколашивающихся раньше контроля на 3 дня, 17 % форм, выколашивающихся позже контроля на 7 дней и 50 % от общего количества анализируемых растений остаются на уровне контроля. При десятиминутном облучении появляются формы, выколашивающиеся раньше контроля на Здня. Длительное облучение до 30 минут приводит к появлению 33% форм, выколашивающихся позже контроля на 7 дней и 67 % остаются на уровне контроля (табл.4.3.).

Проведенный морфофизиологический анализ гибридных растений выявил различия по продолжительности прохождения этапов органогенеза. Растения, полученные в результате опыления пыльцой, облученной лазерным лучом экспозицией в 1 и 10 минут, характеризуются ускорением развития на 3-5 этапах органогенеза.

Подобное явление мы наблюдали и при скрещивании сортов Северный и Рассвет. При облучении в течение 1-5 минут появляются формы, выколашивающиеся раньше контроля на 5 дней, максимальный выход наблюдается в варианте с экспозицией облучения 5 минут-75%. Увеличение экспозиции облучения от 10 до 20 минут приводит к появлению форм, выколашивающихся позже на 3 дня (табл.4.4).

По данным Ф.М. Куперман (1963) во время прохождения 3-5 этапа органогенеза происходит образование колосков в колосе, которые в конечном итоге определяют продуктивность растения. Полученные результаты наших наблюдений подтверждают данные Ф.М.Куперман. Морфофизиологический анализ гибридов показал разнообразие в зависимости от длительности лазерного облучения по продолжительности одноименных этапов органогенеза по сравнению с контрольными гибридами, полученными опылением необлученной пыльцой.

По нашим данным при внутрисортовом скрещивании сорта Северный имеются достоверные различия по высоте растений, числу колосков в колосе, числу зерен в главном колосе, массе зерна с главного колоса и массе 1000 зерен в вариантах с экспозициями облучения 1, 10 и 30 минут относительно контроля. Во всех вариантах наблюдается стимуляция по признакам, определяющим продуктивность растений (табл.4.5). Наибольший эффект по высоте растений, числу колосков, числу зерен и массе зерна с колоса наблюдается при экспозиции облучения 10 минут.

Влияние лазерного облучения на характер изменчивости хозяйственно-ценных признаков при внутрисортовом опылении

Устойчивость к полеганию во многом определяется высотой растения. По данным Э.Д.Неттевича и др.(1979) коэффициент корреляции между степенью полегания и высотой растений ячменя составляет 0,4-0,6, однако между высотой и продуктивностью ими отмечена положительная корреляция. Отмечена корреляционная зависимость между высотой и продуктивностью, которая составляет от 0,38 до 0,62. С уменьшением высоты, как правило, снижается продуктивность растения, что усложняет работу по созданию урожайных и устойчивых к полеганию сортов ячменя.

С целью получения исходного селекционного материала, сочетающего продуктивность и устойчивость к полеганию, нами было изучено влияние экспозиции облучения на изменчивость высоты растений ярового ячменя.

Анализ растений второго поколения по длине соломины показал, что характер воздействия лазерного излучения зависит от экспозиции. Обнаружена сильная, обратная корреляционная зависимость высоты растения от экспозиции облучения пыльцы перед внутрисортовым опылением сорта R-1702 (г = -0,9).С увеличением экспозиции лазерного облучения наблюдается снижение высоты растений, минимальное значение показателя отмечено в варианте с длительностью облучения в 10 минут (рис.5.2). Были обнаружены статистически достоверные различия по высоте растений - в вариантах 5 и 10 минут облучения, по длине главного колоса -в варианте с экспозицией облучения 1 минута и по продуктивной кустистости - в вариантах в 1 и 10 минут (табл.5.4). По критерию Фишера было выявлено достоверное увеличение количества колосков в главном колосе - в варианте с экспозицией облучения в 5 минут; количества зерен - при экспозиции 1 минута и числа зерен в колосе - в вариантах с экспозицией 1 и 5 минут . Одним из главных показателей продуктивности ярового ячменя является масса зерна в колосе и масса 1000 зерен. Во всех вариантах экспозиции облучения обнаружено большое разнообразие по этим показателям. Однако достоверные данные по увеличению показателя массы зерна с главного колоса и по массе 1000 зерен были получены в варианте с экспозицией 5 минут, и по массе зерна с растения в опыте с экспозицией облучения 1 минута . Таким образом, при внутрисортовом опылении ярового ячменя сорта R-1702 облучение пыльцы лазерным лучом экспозицией 1 минута приводит к увеличению длины колоса, числа продуктивных стеблей, числа зерен в главном колосе и со всего растения, а также массы зерна с растения. При экспозиции облучения 5 минут происходит снижение высоты соломины, увеличение числа колосков, массы зерна с главного колоса и массы 1000 зерен, а 10 - минутная обработка пыльцы лазерным лучом приводит к снижению высоты и увеличению числа продуктивных стеблей на растении и в связи с этим к увеличению числа зерен с растения, а также массы зерна с растения.

Известно, что характер изменения признаков зависит от экспозиции облучения и характеристики вовлеченных в скрещивание сортов. При скрещивании низкорослого сорта Северный с высокорослым сортом Рассвет в контрольном варианте образуются гибриды с промежуточным типом наследования (рис.5.3).Показатель высоты расположен в диапозоне от 39 до 70 см., 40% гибридных растений имели высоту 55-59 см.

В опытных вариантах с диапазоном экспозиций от 1 до 20 минут был получен широкий спектр разнообразия по высоте растений от 40 до 68 см.

При одноминутной обработке пыльцы лазерным лучом отмечен стимулирующий эффект. Распределение гибридных растений отмечен в диапозоне от 55 до 79 см., при этом до 40 % гибридов имели высоту 75-79 (рис. 5.4). 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64 65-69 70-74 75- высота.

По массе зерна с растения во всех опытных вариантах наблюдалось снижение показателя относительно контроля. Экспозиции облучения в 2 и 10 минут приводили к проявлению этого признака на уровне материнской формы, а при 20 минутной обработке наблюдалось угнетение. По массе 1000 зерен отмечено увеличение с максимумом значения в 2 минуты облучения .

Подобный эффект наблюдался при межсортовом скрещивании Рассвет х R-1702. В этом случае депрессия по высоте растения наблюдалась при 5 и 10 минутной обработке пыльцы лазерным лучом Была определена слабая обратная корреляционная связь между экспозицией облучения и высотой растения (г= - 0,23). При изучении длины колоса в варианте с 10 минутной обработкой наблюдалась депрессия, а при 5 минутной обработке стимуляция показателя по сравнению с контрольным вариантом. Анализ полученных данных по продуктивной кустистости по сравнению с контрольным вариантом показал увеличение показателя в варианте с 5 и 10 минутной лазерной обработкой (табл.5.9).

Подсчет числа колосков и числа зерен в главном колосе и с растения показал, что экспозиции 5 и 10 минут приводят к достоверному увеличению числа колосков главного колоса, и незначительному снижению показателя числа зерен с главного колоса при 10- минутной обработке пыльцы лазерным лучом. Достоверных изменений по числу зерен с растения не обнаружено .

Анализ результатов по определению массы зерна с главного колоса, массы зерна с растения и массы 1000 зерен выявил достоверное увеличение массы зерна с главного колоса при экспозиции облучения 5 минут, по остальным показателям продуктивности гибридных растений второго поколения достоверных различий не обнаружено .

Количество зерен, формирующихся на растении, является элементом структуры урожая, который сильно меняется под действием различных факторов внешней среды. Одной из причин уменьшения количества зерен является нарушения процесса оплодотворения под действием неблагоприятных факторов среды, обусловленные снижением фертильности и жизнеспособности пыльцы.

Влияние лазерного облучения на устойчивость к мучнистой росе

В литературе имеются немногочисленные данные, показывающие влияние лазерного облучения на появление признака устойчивости к заболеваниям. В наших исследованиях выращивание растений в осенне-зимний период проводили в условиях бокса, где создавались благоприятные условия для поражения растений ячменя мучнистой росой. Было отмечено, что лазерное облучение повышает устойчивость к мучнистой росе. Так, контрольные растения имели наибольшую интенсивность поражения мучнистой росой.

Замечено, что увеличение экспозиции облучения до 30 минут при внутрисортовом опылении сорта Северный приводит к появлению форм, слабо поражающихся мучнистой росой по сравнению с контрольным вариантом. Этот факт может быть использован в практике селекционеров, для отбора устойчивых к мучнистой росе форм.

Длина вегетационного периода изменяется в зависимости от погодных условий, и в большей степени от сортовых различий. Наши наблюдения за развитием гибридных растений разных вариантов облучения выявили следующую закономерность. Длина вегетационного периода изменялась за счет межфазного периода кущение - колошение. В зависимости от варианта облучения наблюдалось появление разнообразия по признаку скороспелости. Для селекционеров значительный интерес представляют экспозиции, при которых происходит появление форм, сочетающих скороспелость с повышенной продуктивностью. Во втором гибридном поколении Северный х Рассвет среди полученного многообразия форм по вегетационному периоду нами были проведены отборы, сочетающие скороспелость и продуктивность.

Наблюдения за гибридами третьего поколения Северный х Рассвет по элементам продуктивности показывает сохранение существенной разницы по вариантам. (Табл.6.5). Анализ данных по элементам продуктивности гибридов третьего поколения позволяют сделать вывод о том, что экспозиция облучения в 20 минут, которая является оптимальной для получения скороспелых форм приводит в конечном итоге к снижению продуктивности растений .На наш взгляд наиболее оптимальной является экспозиция в 5 минут, при которой сохраняется довольно высокий выход скороспелых форм (8,2%) (табл.6.4) и снижается высота растений относительно контроля, что в конечном итоге не приводит к потери продуктивности растений.

Структурный анализ гибридов четвертого поколения показал проявление положительных признаков от экспозиции лазерного облучения. Растения гибридов четвертого поколения были выращены в условиях засухи. Результаты проявления хозяйственно биологических признаков в четвертом поколении представлены на рисунках 6.2-6.6. Как показали результаты наблюдений, положительные хозяйственно-биологические признаки сохранились в четвертом поколении в большинстве случаях в вариантах в экспозициями лазерного облучения от 1 до 20 минут.

Как видно из данных, представленных на рис.6.3 в F3-F4 шесть семей из тридцати двух имели близкие значения по признаку количества зерен главного колоса. По числу зерен с растения пять семей из шестнадцати сохранили близкие значения в F3-F4 (рис.6.4). По массе зерна с растения F3-F4 было выделено 15 семей из тридцати пяти (рис.6.5), по массе 1000 зерен восемь семей из сорока .

На основании фактических данных нами впервые на культуре ярового ячменя установлено, что при использовании лазерного облучения пыльцы перед опылением и правильном подборе экспозиции облучения и генотипа вводимых в скрещивание сортов можно индуцировать стимулирующий эффект, который проявляется в повышении жизнеспособности пыльцы, завязываемости гибридных семян, ускорении роста и развития на начальных этапах органогенеза.

Выявлена возможность получения большего разнообразия по хозяйственно-ценным признакам, что создает предпосылки для сокращения времени получения исходного селекционного материала с последующим отбором. На основании результатов нашего исследования были сделаны выводы:

Изучение влияния облучения пыльцы лазерным лучом с длиной волны 632,8 нм, мощностью лучистого потока 20 мВт/см при длительности экспозиций 1,2,5,10,20 и 30 минут позволило впервые на культуре ярового ячменя установить наличие стимулирующего эффекта на начальных этапах развития растений и значительного увеличения разнообразия форм в последующих поколениях. Стимулирующий эффект лазерного облучения пыльцы проявляется в повышении ее жизнеспособности, ускорении темпов эмбриологических процессов, увеличении завязываемости семян, их всхожести и силы роста. Установлены оптимальные экспозиции лазерного облучения, повышающие жизнеспособность пыльцы на 25% 1,2 и 5 минут), ускоряющие темпы развития зародыша и эндосперма (1 мин.), увеличивающие завязываемость семян в 1,5-2 раза (1,2 и 5 минут) и их всхожесть (1 мин.). Показано, что увеличение длительности экспозиции облучения пыльцы до 20-30 минут приводит к снижению ее жизнеспособности и некоторым нарушениям при протекании эмбриологических процессов. Установлена обратная корреляция сильной степени между уровнем завязываемости семян и экспозицией облучения пыльцы в Fo (г= -0,79), которая сохранялась в средней степени в F] (г= -0,62) и F2 (г= -0,54). Оценка четырех гибридных популяций в лабораторных и полевых условиях показала, что в вариантах использования облученной пыльцы наблюдается значительное увеличение разнообразия растений в Fi и F2 по хозяйственно-ценным признакам в сравнении с контролем, при этом максимальный выход скороспелых форм отмечен в F2 при облучении пыльцы в течение 20 минут, короткостебельных форм при экспозиции 2, 5 и 10 минут.

Похожие диссертации на Влияние лазерного облучения пыльцы на характер поведения гибридного потомства ярового ячменя