Введение к работе
Актуальность темы. Яровая пшеница является ведущей зерновой культурой в Красноярском крае, где среди прочих факторов, лимитирующих ее урожайность, значительный ущерб наносят засуха, засоление и высокая кислотность почв [Ведров, Никитина, 1991; Танделов 1998; 2000; 2003; Шаманин и др., 2005]. Создание новых сортов, устойчивых к данным влияниям, классическими методами селекции характеризуется чрезмерной трудоемкостью и длительным сроком отбора, не менее 12 лет [Dorffling et al., 1993]. Современные технологии: генная инженерия, радиологический и химический мутагенез, культура тканей in vitro, позволяют значительно ускорить этот процесс [Ahloowalia, Maluszynski, 2001; Jain, 2001]. Появляется возможность повысить необходимую для адаптации к эдафическому стрессу клеточную устойчивость [Maas, 1989; Mansour et al., 2003; Kochian et al., 2004; Амосов и др., 2007; Зобова, Конышева, 2007], что в свою очередь обеспечивает высокую полевую выживаемость растений, являющуюся самым значительным элементом продуктивности, характеризующим их хорошую или плохую адаптивность [Иванов, 1975; Дмитриев, 2005].
Вместе с тем генетические методы имеют ряд недостатков, главный из которых недоказанность продовольственной безопасности подобных продуктов. Радиологический мутагенез требует наличия специального оборудования и строгих мер безопасности. Культура изолированных растительных тканей представляется оптимальной экологичной технологией создания адаптивных линий зерновых культур, использующей природные резервы изменчивости растений.
Цель - повышение эффективности селекции стрессоустойчивых форм яровой пшеницы методами каллусной культуры для условий Красноярского края.
Основные задачи:
Разработать протоколы селекции in vitro адаптивных форм пшеницы.
На селективных средах получить регенераты пшеницы с физиологической устойчивостью к засухе, засолению и закисленню почв.
Дать сравнительную характеристику физиологических и морфологических параметров полученных регенератов и их родительских форм.
Защищаемые положения:
Технология создания соле- , кислото- и засухоустойчивых форм мягкой яровой пшеницы in vitro.
Каллусная культура пшеницы на селективных средах -эффективный метод оценки стрессоустойчивости селекционных образцов.
Усовершенствованная методика лабораторной оценки кислотоустойчивости пшеницы.
Научная новизна: На материале сибирской селекции проведена разработка и оптимизация технологии создания в культуре тканей in vitro форм пшеницы, толерантных к засухе, засолению и низкой кислотности почв.
Выявлены ранее не исследовавшиеся закономерности регенерации каллусных культур пшеницы.
Получены новые формы мягкой яровой пшеницы с устойчивостью к указанным стрессорам, подтвержденной физиологическими лабораторными методами. Усовершенствован метод оценки кислотоустойчивости зерновых культур. Проведены сравнительные полевые испытания линий-регенерантов пшеницы и их родительских форм на нейтральных почвенных фонах в условиях Сибири.
Практическая значимость: Разработана детальная технология селекции in vitro соле-, кислото- и засухоустойчивых форм мягкой яровой пшеницы для использования на материале сибирской селекции. Повышена объективность метода оценки кислотоустойчивости зерновых культур.
Линии регенерантов, превзошедшие родительские формы в физиологических тестах на устойчивость к засолению - РС(Минуса)3.13, РС(КС-1607)1.21, РС(КС-1607)2.9, и низкой рН - РК(Минуса)1.31, рекомендованы в качестве источников устойчивости и как самостоятельные селекционные образцы в работе по созданию новых адаптивных форм пшеницы для сибирского региона.
Апробация работы: По результатам исследований опубликовано 9 работ, из них 1 - в журнале, рекомендуемом ВАК. Материалы диссертации доложены и обсуждены на IV Московском международном конгрессе "Биотехнология: состояние и перспективы развития" (Москва, 2007), Международной конференции молодых ученых "Молодые ученые - аграрной науке" (Омск, 2007), НІ Международной научно-практической конференции молодых ученых "Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых" (Краснообск, 2008), IX Международной конференции «Биология клеток растений in vitro и биотехнология» (Звенигород, 2008), научно-практической конференции «Роль науки в развитии сельского хозяйства Приенисейской Сибири» (Красноярск, 2008), научно-практической конференции «Селекция сельскохозяйственных культур на продуктивность и качество» (Красноярск, 2009).
Структура и объем диссертации: Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, практических рекомендаций, выводов, списка использованной литературы, приложений, содержит 23 таблицы и 14 рисунков. Список литературы включает 169 наименований, в том числе зарубежных авторов - 62.
