Связь плоидности с числом хлоропластов в замыкающих клетках устьиц у диплоидных и амфидиплоидных видов Brassica

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.