Введение к работе
Актуальность проблем*
Культивирование клеток растений в условиях in vitro - та область биологии, которая может иметь большое значение для теоретических и прикладних исследований. Системи культивируемых клеток позволяют изучать физиолого-биохимические и генетические аспекты роста и развития растений, регуляцию метаболических процессов, механизмы устойчивости к стрессам и др. -Создание клеточных технологий дает возможность получения ряда важных продуктов растительного происхождения, позволяет создавать генетически-из-мененные формы растений, ускорять размножение новых сортов.
Практическое использование культуры клеток in vitro определяется двумя особенностями, культивируемых клеток растений: во-первых, способностью к'дедифференцировке и образованию клеточной массы с сохранением'биосинтетического потенциала вида и, во-вторых, возможностью реализации тотипотентности и регенерации растения от индивидуальной измененной клетки (Бутенко Р. Г. ,1974).
При культивировании клеток растений в процессе дедифференци-ровки - образуются гетерогенные клеточные популяции, которые характеризуются высокой степенью изменчивости (Шамина 3. Б. , 1970, 1988). Многие типы генетической изменчивости в клетках каллусной ткани могут реализоваться в растениях-регенерантах и в некоторых случаях наследоваться в их потомстве. Такое явление было названо сомаклональной вариабельностью (Larkin P.J. .Scowcroft W.R. ,1981). Все это делает систему "растение - клетка т vitro - растение" хорошей моделью для изучения возможностей контроля программы развития и закономерностей реализации'Измененной in vitro наследственной информации в растениях-регенерантах. На этой основе создается возможность поиска и отбора новых форм растений с определенными свойствами, что очень важно при решении некоторых селекционных проблем, в том числе и для кукурузы - одной из важнейших зерновых культур в мире.
Для работы с кукурузой на клеточном уровне необходимо, во-первых, изучение основных характеристик морфогенеза in vitro, что позволит оптимизировать процесс регенераций и, во-вторых, исследование ряда поколений сомаклональных вариантов, что дает возможность прогнозировать наследование измененных in vitro признаков.
- 4 -Цель и задачи исследования.
Целью работы является изучение вклада физиологических и генетических факторов в системе морфогенеза кукурузы in vitro. Били поставлены следующие задачи:
изучение влияния различных условий на процессы дедифферен-цировки ряда генотипов кукурузы;
изучение генетической регуляции морфогенеза in vitro;
получение сомаклональных вариантов кукурузы;
выявление общих закономерностей наследования в популяции сомаклональных вариантов.
Научная новизна работы.
Оптимизированы условия для максимальной реализации морфоген-ного потенциала кукурузы. Показано соотношение физиологических и генетических факторов в регуляции каждого этапа системы "растение - клетка in vitro - растение". Доказана генетическая регуляция соматического эмбриогенеза, выявлен цитоплазматический инги-бирующий фактор и показана его локализация в митохондриальном геноме. Предложена система анализа измененных in vitro признаков в последовательных поколениях сомаклональных вариантов. Показана значительная изменчивость по признакам, определяющим урожай.
Пг»^т«еская ценность работы.
Разработана система регенерации кукурузы, которая может быть использована для получения генетическн-измененных растений. Выделенные сомаклоналыше варианты кукурузы линии 346 предложены для включення в селекционные программы.
Аіфобацкя работи^
Материалы диссертации долокены на:
-
2 Всесоюзном симпозиуме "Биология клетки в культуре" (г. Ленинград, 1986 г.).
-
5 Съезде ВОГИС (г. Москва, 1987 г.).
-
Международной конференции "Биология культивируемых клеток и биотехнология" (г. Новосибирск, 1988 р.).
-
Всесохеной конференции по генетике соматических клеток в-культуре, посвященной памяти 1L И. ИЬпиро (г.Звенигород, 1989 г.).
- 5.;
5. 7 Международном конгрессе по культуре ткани (г. Амстердам,
1990 г.).
6. Расширенном семинаре отдела биологии клетки и биотехноло
гии ИФР РАН им. 11 Л.Тимирязева (г.Москва, 1991 г.).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 7 работ.
Структура и объём диссертации.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов, списка литературы из 157 наименований и приложения из- 7 таблиц и 1 рисунка. Диссертация изложена а 132 страницах, содержит 25 таблиц, 3 фотографии, 20 рисунков.
