Тритикале. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Интрогрессия генов короткостебельности считается одним из надежных приемов преодоления полегания у сортов тритикале. При этом снижение высоты растений тритикале может происходить под влиянием генов как пшеничного, так и ржаного происхождения. В нашей работе в геном яровой тритикале был перенесен ген ржаного происхождения Ddw1 и изучено влияние генов Ddw1 и Rht-B1b на ряд хозяйственно значимых признаков. Мы получили семена F2 от скрещивания сортов озимой тритикале Авангард ( Ddw1 Ddw1 Rht-B1a Rht-B1a ) и яровой тритикале Соловей Харьковский ( ddw1 ddw1 Rht-B1b Rht-B1b ). Из них в условиях вегетационного опыта вырастили 273 растения с яровым типом развития (расщепляющаяся популяция F2). У каждого растения индивидуально определяли высоту; число и длину междоузлий; длину, число колосков и плотность главного колоса; массу зерна, число зерен и массу 1000 зерен с главного колоса. Каждое изучаемое растение генотипировали по аллельному состоянию генов с использованием ПЦР маркеров: аллельное состояние Rht-B1 определяли с помощью комбинации праймеров BF, MR1 и WR1; аллельное состояние Ddw1 - с праймерами для микросателлитного локуса REMS1218, сцепленного с указанным геном. Для выявления механизма наследования изучаемых генов короткостебельности мы изучили их доминантные и аддитивные эффекты. При определении влияния алеллей короткостебельности на хозяйственно ценные признаки сравнивали между собой гомозиготы по аллелям дикого типа ( ddw1 и Rht-B1a ) и по аллелям короткостебельности ( Ddw1 и Rht-B1b ), рассматривая эффект каждого из генов (независимый анализ) и межлокусное взаимодействие. Статистическую значимость различий и ассоциаций между анализируемыми признаками и генотипом оценивали с помощью критерия F Фишера, U -теста Манна-Уитни и коэффициента ранговой корреляции r Спирмена. Наши исследования показали, что эффекты интродуцированных генов Ddw1 и Rht-B1b несколько отличаются от таковых у ржи и пшеницы. Ddw1 статистически значимо влиял на высоту растения (снижение достигало 40 %, p = 0,05), проявив себя как частично доминантный аллель. В присутствии Rht-B1b высота яровой тритикале тоже снижалась, но в меньшей степени, чем под воздействием гена Ddw1 (до 20 %, p = 0,05), то есть аллель Rht-B1b проявил себя как частично рецессивный. Наличие гена Rht-B1b привело к увеличению массы зерна с колоса с 1,4 г до 1,7 г (на 21,4 %, р = 0,05) за счет повышения плотности колоса, большего числа колосков и возросшей фертильности. Интрогрессия гена Ddw1 вызывала снижение общей массы зерен с колоса с 1,8 г до 1,5 г (на 16,7 %, р = 0,05) за счет уменьшения массы 1000 зерен с 45,7 г до 41,3 г (на 9,6 %, р = 0,05). В целом оба изучаемых гена по влиянию на показатели зерновой продуктивности выступали антагонистами. Полученные результаты свидетельствуют о том, что у яровой тритикале сочетание двух генов короткостебельности - ржаного Ddw1 и пшеничного Rht-B1b формирует потенциал для повышения урожайности при создании низкостебельных форм и перспективно для селекции этой культуры.
Бесплатно
Статья научная
Ния и гаплоидная технология (культура пыльников и изолированных микроспор), которая позволяет получать гомозиготные линии из гибридов F1. Для селекции пшеницы и тритикале широко применяются методы андрогенеза (культура пыльников и изолированных микроспор). В настоящее время основная проблема андрогенеза тритикале заключается в низкой эффективности получения зеленых растений. В наших экспериментах по культуре пыльников тритикале впервые использован цитокинин зеатин как экзогенный фитогормон индукционной среды. Установлена его оптимальная концентрация, улучшен процесс формирования эмбриоидов и регенерация зеленых растений. Целью выполненного исследования было улучшение технологии культуры пыльников тритикале и изучение эффекта от добавления цитокинина зеатина в питательную среду для индукции эмбриогенеза и регенерации зеленых растений. В экспериментах были использованы линии ярового тритикале (ЯТХ-327-11 и Зернокормовое 5 - двуручка) и две линии озимого тритикале (Т-968 и Т-45). Донорные растения для гаплоидной технологии выращивали в условиях научного полевого стационара (орошаемый) ТОО Казахский НИИ земледелия и растениеводства (Казахстан, Алматинская обл.). На срезанные колосья воздействовали низкими температурами (4 °С в течение 14 сут), после изоляции пыльников их подвергли высокотемпературной обработке (при 32 °С в течение 3 сут). Стерилизацию колосьев проводили 0,1 % раствором дихлорида ртути. В качестве базовой питательной среды для индукции эмбриогенеза использовали модифицированную среду mW14. Сравнили пять вариантов с различными концентрациями зеатина («Sigma-Aldrich», Индия) в питательной среде (0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 мг/л), контролем служила среда без добавления зеатина. Пыльники выделяли из колоса в асептических условиях и помещали в пластиковые чашки Петри (100 пыльников на одну чашку с 6 мл жидкой питательной среды для индукции эмбриогенеза). В каждом варианте использовали 500 пыльников. Пыльники инкубировали в темноте при 32 °С в течение первых 3 сут, затем в термостате с температурой 25-28 °C до появления новообразований. Андрогенные структуры (АС), достигшие в длину 2,0-2,5 мм, пересаживали на питательную среду для регенерации. Их инкубировали при 16-часовом фотопериоде, освещении 10 тыс. лк и температуре 24-26 °С. Адаптацию растений-регенерантов к почве осуществляли в климатической камере KBWF 720 («Binder GmbH», Германия). Для растений-регенерантов озимого тритикале проводили яровизацию в холодильной камере в течение 6 нед при 3-4 °С и непрерывном освещении. Введение в питательную среду зеатина в концентрациях 0,2-0,8 мг/л приводило к увеличению формирования АС на 42,3-65,2 %. Наибольшее влияние на выход андрогенных структур зафиксировано при добавлении 0,4 мг/л зеатина: образовалось в среднем 112 АС/100 пыльников при значении в контрольном варианте 67,8 АС/100 пыльников. В питательной среде для индукции эмбриогенеза, где концентрация зеатина составляла 0,4-0,6 мг/л наблюдалось формирование большего количества эмбриоидов (на 16,9-24,1 % по сравнению с контролем, p £ 0,0001), имеющих биполярную структуру и дающих при регенерации побег и корни, что показывает положительное влияние зеатина на дифференцировку и органогенез делящихся клеток микроспор. Зафиксировано достоверное увеличение формирования зеленых растений во всех вариантах опыта по сравнению с контролем. Самую высокую частоту регенерации зеленых растений (6,3 шт/100 пыльников) отмечали у эмбриодов, которые были пересажены с питательной среды, содержащей зеатин в концентрации 0,6 мг/л. Добавление зеатина и влияние генотипа оказались статистически значимыми факторами при образовании андрогенных структур и регенерации. Эффективность спонтанного удвоения набора хромосом у тритикале составила 26,5 %, что позволило без болезненного этапа колхицинирования получить 97 дигаплоидных линий из перспективных линий тритикале.
Бесплатно
