Влияние сроков посева растений-доноров и концентрации 2,4-Д на чистоту образования продуктивных пыльников ячменя обыкновенного (Hordeum vulgare L.) в культуре пыльников in vitro

Создание дигаплоидных линий сельскохозяйственных растений является трудоемким, но важным этапом получения сортов в современной селекции растений, который позволяет существенно ускорить процесс создания новых сортов ячменя обыкновенного и других сельскохозяйственных культур. Дигаплоиды ячменя получают преимущественно с помощью культуры пыльников и культуры микроспор. Мы отдали предпочтение культуре пыльников in vitro. В настоящем исследовании установлено влияние климатических факторов при выращивании растений-доноров на выход продуктивных пыльников при разных сроках посева и определены более стабильные сорта, которые имели высокий выход продуктивных пыльников вне зависимости от срока посева (Сигнал, Лауреате и Эйфель), а также сорта, которые при первом и третьем сроке посева показали наи- высшее количество образования эмбриоподобных структур (Зу Сурен, Зу Заза) и сорта, которые при втором сроке посева имели высокую частоту образования продуктивных пыльников (Ача, Эксплоер). Изучено влияние разной концентрации 2,4-Д в среде N6 на частоту эмбриогенеза и выход продуктивных пыльников. В результате данного исследования нами было установлено, что разная концентрация 2,4-Д (1 мг/л и 2 мг/л) не оказывала достоверно значимого влияния на частоту образования продуктивных пыльников у всех изученных сортов. Изучая способность сортов к эмбриогенезу, установили, что все образцы давали положительный ответ в культуре пыльников, однако сорт Зу Сурен имеет достоверно более низкий выход продуктивных пыльников относительно образцов Сигнал и Ача. В результате корреляционного анализа выявлена тесная связь длины трубки колоса растений-доноров и частоты образования продуктивных пыльников (r = -0,69), что связано с развитием оптимальной фазы микроспор для индукции андрогенеза в пыльниках, извлеченных из трубки колоса со средней длиной 6 см. Данная информация может значительно ускорить отбор растений-доноров, однако рекомендуется подтверждать стадию развития микроспор микроскопически для каждого нового используемого сорта.

1. Современные проблемы в селекции ячменя по качеству зерна / М.М. Копусь, Е.Г. Филиппов, Н.Г. Игнатьева, Н.А. Матвиевская // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2004. – № 3(3). – С. 43–46.

2. Неведров Н.П., Проценко Е.П., Кузнецов А.Е. Использование ячменя обыкновенного Hordeum vulgare (L.) в целях фиторемедиации // Теоретические и практические аспекты естественных и математических наук. – 2012. – № 1. – С. 115–119.

3. Аниськов Н.И. Селекция ячменя в Западной Сибири // Достижения науки и техники АПК. – 2009. – № 1. – С. 24–26.

4. In Vivo Haploid Production in Crop Plants: Methods and Challenges / A. Watts [et al.] // Plant Molecular Biology Reporter. – 2018. – N 36. – P. 685–694.

5. Bennett M.D., Smith J.B. Nuclear DNA amounts in angiosperms // Nature. – 1976. – N 491. – P. 711–716.

6. In vitro androgenesis of wheat: from fundamental to practical application / B. Barnabas [et al.] // Euphytica. – 2001. – Vol. 119. – P. 211–216.

7. Сибикеева Ю.Е., Сибикеев С.Н., Крупнов В.А. Влияние Lr19-транслокации на андрогенез in vitro и наследование устойчивости к листовой ржавчине в популяциях DH3-линий и F2 гибридов мягкой пшеницы // Генетика. – 2004. – Т. 40, № 9. – С. 1224–1228.

8. Удвоенные гаплоиды ячменя и их использование в генетико-селекционных исследованиях / Я.В. Мишуткина [и др.] // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 5.

9. Devaux P., Kilian A., Kleinhofs A. Comparative mapping of the barley genome with male and female recombination-derived, doubled haploid populations // Mol. Gen. Genet. – 1995. – Vol. 49. – P. 600–608.

10. Genetic markers for doubled haploid response in barley / X. Chen [et al.] // Euphytica. – 2007. – Vol. 158. – P. 287–294.

11. Изучение особенностей андрогенеза в культуре пыльников сортов и перспективной формы яровой мягкой пшеницы западносибирской селекции, различающихся наличием или отсутствием пшенично-чужеродных транслокаций / Л.А. Першина [и др.] // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2013. – Т. 17, № 1. – С. 40–49.

12. Toward a theory of marker-assisted pyramiding / B. Servin [et al.] // Genetics. – 2004. – Vol. 168. – P. 513–523.

13. Kasha K.J., Kao K.N. High frequency haploid production in barley (H. vulgare L.) // Nature. – 1970. – Vol. 225. – P. 874–876.

14. Clapham D. Haploid Hordeum plants from anthers in vitro // Pflanzenzücht. – 1973. – Vol. 69. – P. 142–155.

15. San Noeum L.H. Haploïdes Hordeum vulgare L par culture in vitro d’ovaires non fecondés // Ann Amélior Plant. – 1976. – Vol. 26. – P. 751–783.

16. Culture conditions for induction of green plants from barley microspores by anther culture methods / K.N. Kao [et al.] // Plant Cell Reports. – 1991. – Vol. 9. – P. 595–601.

17. Henry Y., Buyser J. Effect of the 1B/1R translocation on anther-culture ability in wheat // Plant Cell Rep. – 1985. – Vol. 4. – P. 307–310.

18. Anther culture response of F1 durum × bread wheat hybrids after colchicines / M. Tersi [et al.] // Plant Breed. – 2006. – Vol. 125. – P. 457–460.

19. Aneuploidy among androgenic progeny of hexaploid triticale (× Triticisecale Wittmack) / S. Oleszczuk [et al.] // Plant Cell Rep. – 2011. – Vol. 30. – P. 575–586.

20. Devaux P., Kasha K.J. Overview of barley Doubled Haploid Production // Advances in Haploid Production in Higher Plants. – 2009. – Vol. 3. – P. 47–63.

21. Doubled haploid in crop plants: a manual / M. Maluszynski [et al.] // Kluwe Academic Publishers. – 2003. – Vol. 1. – P. 1–4.

22. Szarejko I., Kasha K.J. Induction of anther culture derived doubled haploids in barley // Cereal Res Commun. – 1991. – Vol. 19. – P. 219–237.

23. Progress in doubled haploid technology in higher plants / M. Wedzony [et al.] // Advances in haploid production in higher plants. – 2009. – Chapter 1. – P.1–33.

24. Culture conditions for induction of green plants from barley microspores by anther culture methods / K.N. Kao [et al.] // Plant Cell Reports. – 1991. – Vol. 9. – P. 595–601.

25. Kasha K.J. Chromosome doubling and recovery of doubled haploid plants // Haploids in crop improvement II // Springer, Heidelberg. – 2005. – Vol. 20. – P. 123–152.

26. Kasha K.J. Chromosome doubling of barley haploids by nitrous oxide and colchicine treatments // Can. J. Genet. Cytology. – 1975. – Vol. 17. – P. 573–583.

27. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агрохимиздат, 1985. – 351 с.

28. Ресурсоэнергосберегающие технологии возделывания яровой пшеницы в Новосибирской области: метод. пособие / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИЗХим. – Новосибирск, 2000. – 48 с.

29. Ohnoutkova L., Vlcko T., Mentewab A. Barley anther culture // Methods and Protocols / W.A. Harwood., Ed. – Springer Science & Business Media: New York. USA, 2019. – P. 37–52.

30. Лакин Г.Ф. Биометрия. – М.: Высш. шк., 1980. – 294 с.