Введение к работе
Актуальность проблемы. Гаплоиды позволяют получать из гибрид нах популяций гомозиготные, константные линии, использование кото рых в селецкданных программах значительно сокращает время выведешь ьовьи высокопродуктивных сортов. Для зерновых злаков разработано несколько методов получения гаплоидов, среди которых более эффективным для массового получения растений-регенерантов является метод культуры изолированных пыльников и микроспор. Проблеме экспериментальной гаплоидии и изучению ее физиолого-биохимических и генетических аспектов посвящено ряд работ (Бутенко, 1975; Хохлов и др., 1976; Шамина, 1981; Dunwell, 1985; Ни, 1986; Соколов, Шумный, 1969; Дьячук, Дьячук 1989; Picard et. al., 1990). Однако, несмотря на'оп-ределенные. методические успехи гаплоидная технология не находит еще широкого применения в практической селекцій! пшеницы из-за отсутствия соответствующих теоретических разработок (Александрова, Лукь янюк, 1990). Недостаточно изучены физиоло-биохимические и цитозмб риологические механизмы морфогенеза и регенерации растений и культуре изолированных пыльников и микроспор пшеницы.
Цели и задачи .исследования. Основной целью настоящей работы баьо:
-
в теоретическом аспекте - изучение закономерностей мсрфоге неза и регенерации растений в культуре изолированных пыльников и микроспор пшеницы;
-
в прикладном аспекте - совершенствование методов получении андроклинных дигаплоидов из различных сортов и гибридов пшеницы.
Для достижения намеченных целей необходимо было решить следую шие аадачи:
-
отбор отзывчивых генотипов, у которых процессы змбриоидо-генеза и каллусогенеза могут индуцироваться с высокой частотой;
-
изучение путей развития-микроспор пшеницы in vitro, приви-дящих к образованию андроклинных структур;
-
цитоэмбриологические и биохимические исследования закони мерностей процессов морфогенеза и регенерации растений иа эмбрион дов и каллусных тканей;
-
подбор оптимальных условий культивирования для повіданий ліф гаивноети гаплоидной технологии;
5) создание и передача дигаплоидных линий селекционным учреждениям для привлчения их в генетико-селекционные программы по созданию ценных исходных форм.
Научная новизна. Впервые показано наличие прямого змбриоидоге-неза в культуре изолированных пыльников и микроспор пшеницы. Выявлены критические периоды процесса эмбриоидогенеза (стадия глобулы, проэмбрио), которые определяют дальнейший ход процессов морфогенеза и нуги регенерации растений (эмбриоидогенез, органогенез). Установлено опережающее развитие клеток вегетативного типа после первого "равного" деления микроспор (путь В1), из которых в дальнейшем формируются многоклеточные комплексы (МК). Установлена взаимосвязь между электрофоретическим спектром белков и степенью дифференциации андроклинных структур, развивающихся в культуре мужского гаметофи-та. По мере дифференциации и формирования эмбриоидов (первичных и вторичных), содержание в них белка увеличивается, а электрофорети-ческий спектр усложняется и достигают уровней их в зиготических «зародышах.
Практическая ценность. Выявлены отзывчивые к андроклинии генотипы пшеницы (Казахстанская 4; Казахстанская 5; К-б; В-Б), которые могут использоваться в качестве модельных объектов для изучения механизмов морфогенеза в культуре пыльников пшеница Шдифицированы составы питательных сред для культуры изолированных микроспор пшеницы, способствующих "одноступенчатой" регенерации растений и повышающих эффективность гаплоидной технологии. Получено 78 дигаплоидных линий пшеницы, среди которых выявлены номера, превышающие исходные генотипы по содержанию белка и клейісовшш (АДГ 4/14; 5/10; 3/30-1). Указанные дигаплоиды "рекомендуется включить в селекционные программы по созданию новых сортов пявницы.
Апробация работа Материалы диссертации доложены на Всесоюзной конференции по биотехнологии злаковых культур (Алма-Ата, 1988), Международном симпозиуме по клеточной и генной технологии для зерновых злаков (Алма-Ата, 1989), на XI Международном симпозиуме по эмбриологии и семенному размножению (Ленинград, 1990), на II съезде Всесоюзного общества физиологов растений (Минск, 1990), Конференциях молодых ученых (Алма-Ата, 1938; Уфа, 1989; Шсква, 1989), на Всесоюзной научной конференции по сельскохозяйственной биотехнологии (Целиноград, 1991), на У конференции биохимиков республик Сред-
- з -ней Азии и Казахстана (Ташкент, 1991). Материалы диссертации опубликованы в 9 работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, выводов и списка литературы. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста и содержит 7 таблиц и 33 рисунка. Описок литературы включает 180 наименовании работ отечественных и зарубежных авторов.
