Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время при выращивании капусты наиболее актуальным стало использование гетерозисных гибридов, применение которых увеличивает урожайность, обеспечизает выравненное кочанов, устойчивость к стрессовым условиям среды. Вследствие этого, одной из важнейших задач селекционной работы является получение генетически однородных линий для последующего использования в качестве исходного материала и получения і стерозисных гибридов.
Селекционный процесс при выведении гетсрозисных гибридов отличается большой сложностью, обусловленной преимущественно получением исходных самонесовместимых линий, включающим выделение самонесовместимых растений, их самоопыление, оценку уровня самонесовместимости, идентификацию аллелей и выделение гомозиготных растений.
В связи с тем, что процесс создания константных линий основан на гибридизации с последующим многократным отбором, использованием инфекциопно-нровокационных фонов, для оценки материала на устойчивость к стрессовым факторам среды, он достаточно трудоемок и занимает длительное время.
Для сокращения периода создания генетически константного селекционного материала (линий) используют гаплоиды. На основе гаплоидов путем удвоения числа хромосом можно за 1-2 поколения создать гомозиготные линии, в то время как при традиционных способах селекции у капусты па это затрачивается до 10 и более лет.
Одним из перспективных методов получения гаплоидов является культура пыльников (Хотылсва Л.В., Ермишин А.П., 1988). В настоящее время разработаны способы получения гаплоидных растений моркови (Тюкавин Г.Б., 2007), томата (Кучковская Е.В, 2003), лука (Шмыкова Н.Н.," 2006),'льна (Поляков А.В., 2000) и других культур.
Исследования по получению гаплоидных растений у представителей рода Brassica ведутся в Японии (Kuginyki Y.. 1997), Польше (Гурсцка К., 1998), России (Семова ШО., 1992; Домблидес Е.А., 2001, Шмыкова Н.А, 2006). Однако факторы, от которых зависит эффективность пыльцевого эмбриогенеза, еще недостаточно изучены. В связи с этим актуальными проблемами повышения эффективности метода культуры пыльников являются выявление сортов, гибридов, линий, характеризующихся повышенной андроклинной способностью, определение длины бутона на момент изоляции пыльников, при которой микроспоры являются морфогашыми, режим их стерилизации и состав питательной среды для их культивирования.
Цель н задачи исследований.
Целью исследований являлось усовершенствование метода культуры пыльников и выявление эффективных приемов получения растений - регенерантов для использования их в селекционном процессе капусты белокочанной, цветной и брокколи
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Выявить линии и сорта капусты белокочанной, цветной и брокколи, с повышенной андроклинной способностью для эффективного использования в культуре пыльников;
-
Определить оптимальную длину бутонов капусты белокочанной, цветной и брокколи, содержащих микроспоры на поздней одноядерной стадии развития для введения в условия in vitro;
-
Изучить режимы стерилизации бутонов для введения in vitro;
4. Исследовать влияние обрабогки бутонов паночастицами серебра и
аскорбиновой кислотой на морфогенез капусты белокочанной и цветной в
культуре пыльников;
-
Изучить влияние питательных сред на морфогенез капусты белокочанной, цветной и брокколи в культуре пыльников;
-
Оценить полученные растения-регенеранты с помощью RAPD-анализа и по количеству хлоропласте» н замыкающих клетках устьиц.
Объект исследований - метод культуры пыльников капусты белокочанной, цветной и брокколи.
Предмет исследований - бутоны и пыльники, капуста белокочанная, цветная и брокколи.
Научная новизна. В результате проведенных исследований усовершенствован метод культуры пыльников, заключающийся в установлении оптимальной длины бутона капусты белокочанной - 5-6 мм, капусты цветной и брокколи - 4-5 мм, при которой микроспоры обладают морфогенетической активностью, выявлена оптимальная питательная среда MS, содержащая 6-БАП в концентрации 1 мг/л, а- НУ К - 1 мг/л, сахарозу - 140 г/л для эффективного культивирования пыльников капусты белокочанной, цветной в условиях in vitro. Впервые показана высокая эффективность использования предобработки бутонов капусты белокочанной и цветной 1%-ным раствором аскорбиновой кислоты, уточнен режим стерилизации бутонов капусты белокочанной с использованием гипохлорита натрия в концентрации 1,0% и экспозиции 10 минут. Проведена
оценка с помощью RAPD-анализа растений - регенератов, при которой установлена их гепегическая неоднородность.
Практическая ценность работы состоит в том, что выделены линии капусты белокочанной - 222, 201, цветной - сорт Дачница, брокколи - сорта Амбро 12, Амбро 34, характеризующиеся повышенной способностью к андроклинии. Установлена питательная среда MS, содержащая 6-БАГ1 в концентрации 1 мг/л. а - НУК - 1 мг/д, сахарозу - 140 г/л для культивирования пыльников капусты белокочанной, цветной в условиях in vitro, уточнен режим стерилизации бутонов, разработан способ предобработки бутонов капусты белокочанной и цветной, позволяющие получить в зависимости от вида капусты от 13,3% до 23,3% геммогенных эксплаптов. получены растения-регенераты в культуре пыльников капусты.
Обоснование и достоверность научных положений. Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научными учреждениями страны. Все выводы и предложения подтверждены экспериментальными исследованиями, статистической обработкой полученных данных.
Апробация работы. Основные результаты экспериментальной работы по диссертации, выводы и предложения были доложены или представлены на Международной научно - практической конференции "Биотехнология овощных, цветочных и малораспространенных культур" (Москва, 2004), III Московском международном конгрессе "Биотехнология: состояние и перспективы развития" (Москва, 2005), III Российской научно-практической конференции "Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создания функциональных продуктов" (Москва, 2005). Научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов РГАУ им. П.А. .Костычева (Рязань, 2007).
Основные положении диссертации, выносимые на защиту:
- усовершенствованный метод культуры пыльников капусты Brassica oleracea L. включающий:
режим стерилизации бутонов;
оптимальную длину бутонов для введения пыльников in vitro;
» линии, сорта капусты, характеризующиеся повышенной андроклишюй способностью;
предобработку бутонов аскорбиновой кислотой и наночастицами серебра;
модифицированную питательную среду MS для культивирования пыльников в условиях in vitro;
растения-реі-енерантьі, полученные в культуре пыльников.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, выводов, предложений для использования в селекционной практике, списка использованной литературы, содержащего 169 наименований, в том числе 88 иностранных автороз и приложений.
