Введение к работе
Актуальность темы. Морфогенез как процесс развития многоклеточных органов из одной клетки остается одной из сложнейших проблем биологии. Фунда-тальность вопроса о механизмах клеточной дифференцировки и взаимодействии гок в составе организма обусловливает огромный интерес к биологии развития.
Удобной моделью для изучения основных закономерностей и особенностей фогенеза in vivo и in vitro служит пыльник. Принципиально важно то, что для 1 генеративной структуры характерны морфогенетические процессы, свойствен-: растению в целом (например, чередование поколений). Основной метод изуче-морфогенетического потенциала пыльника - метод культуры изолированных іьников, основанный на использовании явления андрогенеза in vitro - формиро-ия гаплоидного растения-регенеранта из микроспоры или клеток пыльцевого m (Guha, Malieshwari, 1964). До настоящего времени открытыми остаются во-сы: каковы индукторы андрогенеза in vitro; каков механизм переключения пути знтпя клетки на иной, не предусмотренный природой; каковы предпосылки это-вления в условиях in vivo. Остается далекой от окончательного решения и клю-зя проблема андрогенеза in vitro - переключение развития микроспор/клеток іьцевого зерна с гаметофитного пути на спорофитный, каковы начальные этапы іференциации микроспор на эмбриоидогенез и каллусогенез, и каковы эндоген-: факторы, предопределяющие выбор различных путей морфогенеза. Поэтому \Н0 предположить, что баланс эндо- и экзогенных фитогормонов в момент ино-яции пыльников на питательную среду является решающим для инициации )ферециальных путей морфогенеза. Решение этой проблемы имеет принципи-ное значение, так как зная механизм дифференциации, можно ставить вопрос об авлении процессом андрогенеза in vitro и, кроме того, приблизиться к решению ідаментальной проблемы современной биологии - проблемы морфогенеза.
Цель диссертационной работы заключалась в выявлении особенностей на-ьных путей эмбриоидогенеза и каллусогенеза в культуре изолированных пыль-:ов яровой мягкой пшеницы в зависимости от соотношения эндогенных и экзо-ных ауксинов.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать содержание эндогенного гормона ИУК в вегетативных орга-м пыльниках растений модельных сортов яровой мягкой пшеницы в условиях in э.
4 '
-
Дать оценку чувствительности в условиях in vivo модельных сортов яре мягкой пшеницы к 2,4-Д - гормону ауксинового типа действия.
-
Исследовать зависимость между эндогенным содержанием ИУК в пьілі ках растений модельных сортов яровой мягкой пшеницы в момент инокуляцш питательную среду и концентрацией экзогенного гормона 2,4-Д в питательной де, оптимальной для «выбора» морфогенной микроспорой конкретного пути и фогенеза.
-
Выявить концентрацию 2,4-Д, необходимую для индукции определен! пути морфогенеза (эмбриоидогенеза или каллусогенеза) в культивируемых пыл: ках яровой мягкой пшеницы модельных сортов.
-
Дать полный цито-гистологический анализ этапов морфогенеза в кул вируемых пыльниках пшеницы модельных сортов.
Научная новизна. Впервые показано, что оптимальная концентрация экзо ного ауксина 2,4-Д для индукции определенного пути морфогенеза (эмбриоидог за или каллусогенеза) при культивировании изолированных пыльников пшениц vitro обусловлена содержанием эндогенного ауксина в пыльниках in vivo. Впер установлено, что предварительное определение чувствительности растений к 2 с целью выявления стимулирующих доз ускоряет и упрощает оптимизацию п тельных сред для культивирования. Тем самым появляется возможность управ, индукцией и ходом морфогенеза в культуре изолированных пыльников пшениці
Впервые дан полный цито-гистологический анализ этапов морфогенеза it tro в культуре изолированных пыльников яровой мягкой пшеницы. Установл что несмотря на контрастность сортов по отзывчивости их пыльников па услі культивирования, основные этапы морфогенеза in vitro принципиально exoj морфогенная микроспора -> многоклеточная структура -> морфогенная струк (эмбриоид или морфогенный каллус). Полученные данные углубляют предста ыие о клеточных, тканевых и органных особенностях путей морфогенеза in vitro
Практическая ценность. Полученные данные могут быть использованы селекционно-генетических исследованиях по выведению линий и сортов яр< мягкой пшеницы с помощью метода культуры изолированных пыльников; при нии ряда курсов лекций и спецкурсов на биологических факультетах ВУЗов (и логпя и гистология, эмбриология растений, биотехнология растений).
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на International Symposium "Embryology and seed reproduction" (Ленинград, 199СГ конференции ботаников (Санкт-Петербург, 1997), VII международной конфереї
элогля клеток растений in vitro, биотехнология и сохранение генофонда" (Моск-1997), международной конференции по анатомии и морфологии растений чкт-Петербург, 1997), международной конференции "Молекулярная генетика и технология" (Минск, 1998), XI Congress of the FESPP (Varna, 1998), IV съезде P и международной конференции "Физиология растений - наука III ячелетия" (Москва, 1999).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора ли-пуры, описания материалов и методов исследования, результатов исследований к обсуждения, заключения и выводов. Работа изложена на 137 стр. машинопис-о текста, включает 37 рисунков и 4 таблицы. Список литературы состоит из 268 менований, втом числе 149 работ зарубежных исследователей.
