Цитогенетические и математические методы в селекции растений. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Вегетативное размножение лучших сортов плодовых культур прививкой на клоновые подвои обеспечивает однородность деревьев, раннее наступление плодоношения, позволяет создавать уплотненные насаждения. С целью выявления подвоя, обеспечивающего максимальную урожайность привитого на нем сорта, проводятся дорогостоящие, длящиеся десятки лет испытания большого числа сортоподвойных комбинаций. В многочисленных публикациях сообщались в основном результаты такого эмпирического подбора. Поэтому до сих пор нет ни теории, ни методов прогноза урожайности для привитых деревьев по показателям привоев и подвоев. Повысить эффективность таких поисков и снизить затраты средств и времени на их проведение можно лишь на основе теоретических разработок принципов прогнозирования признаков у привитых деревьев по характеристикам привоев и подвоев. Исследования авторов статьи направлены на выяснение особенностей использования принципов и математических моделей биометрической генетики для познания связей в системе прививочные компоненты-привитое растение. Реализация этой программы была начата с изучения возможностей применения формул для вычисления комбинационной способности привоев и подвоев как меры их влияния на количественные признаки получаемых комбинаций. Экспериментальным материалом служили результаты испытания 28 комбинаций (4 сорта яблони - Джонатан, Голден Делишес, Айдаред и Корей на 7 подвоях - 1-48-1, 1-47-55, 1-48-46, М2, М3, М4 и М7) по урожайности, усредненные за 21 год плодоношения. Установлено, что генотипы привоев различаются как по урожайности, усредненной по всем подвоям, так и по степени зависимости этого признака от конкретных подвоев, а подвои неодинаково дифференцируют привои по фенотипическому проявлению урожайности. Широко используемые метод и математические модели оценки комбинационной способности у родительских линий F 1 гибридов можно с успехом применять для определения участия общей и специфической комбинационной способности генотипов привоев и подвоев во влиянии на урожайность привитых деревьев. Основанием служит тот факт, что в структуре вариации комбинационной способности прививочных компонентов преобладает доля общей комбинационной способности, которая (по аналогии с родительскими формами гибридов) представляет собой функцию аддитивных генов. Вычисления на основе формул биометрической генетики показали, что общая комбинационная способность прививочных компонентов в 6,4 раза больше их специфической комбинационной способности. Это обусловило высокую эффективность прогнозов по урожайности привитых деревьев на основании общей комбинационной способности привоев и подвоев (отмечен высокий коэффициент корреляции между фактическими и прогнозируемыми оценками урожайности - r = 0,930). Тесная корреляция между прогнозируемыми по общей комбинационной способности и фактическими оценками урожайности привойно-подвойных комбинаций свидетельствует о высокой степени интегрированности свойств прививочных компонентов в определении количественных признаков привитого дерева. Предварительный анализ выявил возможность еще большего повышения точности таких прогнозов за счет вычленения из дисперсий оценок специфической комбинационной способности линейного компонента.
Бесплатно
Статья научная
Биотехнологические методы создания чистых линий - удвоенных гаплоидов в культурах пыльников и изолированных микроспор широко применяют в современных генетических исследованиях и селекции капустных культур. Общая особенность этих технологий заключается в том, что получаемые in vitro растения обладают разным уровнем плоидности и наряду с удвоенными гаплоидами встречаются гаплоиды, тетраплоиды и миксоплоиды. Определение плоидности по числу хлоропластов в замыкающих клетках устьиц (ЧХЗКУ) отличается от современных способов ее прямой (подсчет числа хромосом и проточная цитометрия) и косвенной оценки простотой исполнения и низкой стоимостью анализа. У ряда представителей рода Brassica установлено ЧХЗКУ, характерное для разных уровней плоидности, при этом для B. oleracea показано стабильное проявление этого признака, которое не зависит от условий произрастания, положения листа на растении и разновидности последнего, а для B. campestris (синоним B. rapa ) - еще и от возраста растения. Однако приведенные данные основываются на изучении одного или небольшого числа генотипов, кроме того, в литературе отсутствует описание изменений ЧХЗКУ у представителей вида B. napus в ответ на внешние воздействия. В настоящей работе проведен сравнительный анализ ЧХЗКУ для листьев гаплоидных и диплоидных растений капусты пекинской ( B. rapa ), озимого рапса ( B. napus ), гаплоидных, ди- и тетраплоидных растений капусты белокочанной ( B. oleracea ), а также изучено влияние трех факторов на проявление этого признака: температурных условий (6±2 °С и 24±2 °С), стадии развития (вегетативная - 4-5 настоящих листьев, генеративная - цветение) и генотипа. В исследовании использовали широкий спектр генетического материала: растения-регенеранты, полученные в культуре изолированных микроспор, инбредные линии, коммерческие сорта и гибриды F 1. Установлено, что число хлоропластов в замыкающих клетках устьиц не относится к генотипспецифичным признакам у капусты пекинской и рапса, то есть у названных культур растения разных генотипов при одном уровне плоидности имеют одинаковое ЧХЗКУ. У инбредных линий капусты белокочанной выявлена зависимость ЧХЗКУ от скороспелости и показана тенденция к формированию большего ЧХЗКУ у раннеспелых линий (Пл, Сюс и др.) и меньшего - у позднеспелых (AM2, Са1, Гэс2 и др.). При этом у диплоидных скороспелых инбредных линий ЧХЗКУ оказалось в 1,7 раза больше, чем у позднеспелых, что сопоставимо с различиями между гаплоидными и диплоидными растениями капусты пекинской или рапса. Среднее число хлоропластов в замыкающих клетках устьиц у гаплоидных растений капусты пекинской ( B. rapa ) составило 4,2-7,8, у диплоидных - 7,9-13,6; у амфигаплоидных растений рапса ( B. napus ) - 7,5-12,4, амфидиплоидных - 14,1-20,3 шт.; у гаплоидных растений капусты белокочанной ( B. oleracea ) - 7,7-9,9, диплоидных - 11,7-17,9 и тетраплоидных - 18,0-26,5 шт. Выявлены высокие коэффициенты корреляции между плоидностью и ЧХЗКУ у растений капусты белокочанной ( B. oleracea ), капусты пекинской ( B. rapa ) и рапса ( B. napus ) (соответственно r = 0,94, r = 0,90, r = 0,94). Показано, что у растений признак ЧХЗКУ не изменяется при переходе от вегетативной к генеративной стадии развития и не подвержен влиянию температурного фактора.
Бесплатно
