Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из актуальных проблем современной цитогенетики является установление геномной структуры культурных злаков и их диких сородичей, используемых в селекции (Dewey, 1984).
В практическом плане эта работа необходима для сохранения биологического разнообразия сортов различных видов растений, в том числе такой ценной сельскохозяйственной культуры, как мягкая пшеница. В настоящее время интенсивное возделывание одних и тех же сортов мягкой пшеницы, а также использование их при выведении новых сортов, привело к ухудшению генофонда Tritioum aestivum по целому ряду важных для практических целей признаков (Feldman, 1988; Kimber, 1984; Knott, 1986; Riley, 1984). Для того, чтобы передать пшенице такие хозяйственно-ценные признаки как устойчивость к грибным заболеваниям, морозостойкость, повышенное содержание белка в зерне и многодетность в качестве донора используют Agropyron intermedium (Knott et al., 1976., Cauderon, et al., 1976, Цицин, 1981).
Однако для того, чтобы осуществить передачу признаков пырея пшенице, необходимо пройти целый ряд промежуточных этапов, которые включают получение неполных пшенично-пырейных амфидиплоидов (НППА), дисомных дополненных линий (ДДЛ) и гибридов ДДЛ с пшеницей. В нашей стране, такой подход Оыл разработан Н.В Цициным, Б.А. Вакаром, Г.Д. Лапченко, Г.Л. Ячевской и до сих пор широко используется в селекции пшениц. Однако, если следовать такой схеме, то для получения нового сорта с нужными селекционными признаками приходится затрачивать много времени на проведение диаллельных схем скрещиваний разных линий, отбор и анализ мейоза всех полученных гибридных комбинаций. Значительно ускорить этот процесс можно путем направленного конструирования геномов мягкой пшеницы с помощью введения в их кариотип хромосом пырея, несущих определенный признак. Эта работа требует соблюдения по крайней мере 3-х условий:
1. необходимо точно идентифицировать хромосомы пырея.
-
необходимо установить соответствие между определенным признаком и индивидуальной хромосомой пырея.
-
необходимо отобрать для гибридизации ДЦЛ, несущие предварительно маркированные хромосомы.
В настоящее время в литературе известно только 3 работы, в
1-і го г. ,
которых с помощью метода дифференциального окрашивания проводилась идентификация хромосом пырея (P. Zhensan, 1982; Потапова и др., 1983; Friebe et al., 1992). Однако, этих работ явно недостаточно для цитогенетической характеристики кариотипа пырея, так как Agropyron intermedium в силу своей широкой распространенности представляет собой чрезвычайно гетерогенный вид (Friebe et al., 1992). Следствием этого является необходимым изучить хромосомы пырея для каждой популяции Agropyron intermedium, используемых в селекции и установления геномной структуры различных дисомных дополненных линий.
Цель и задачи работы. Непосредственными задачами исследования являлись:
-
Провести полную идентификацию хромосом пырея Agropyron intermedium, двух форм неполных пшенично-пырейных амфидишюидов и четырех дисомных пшенично-пырейных дополненных линий.
-
Предложить цитологическую номенклатуру хромосом Agropyron intermedium.
3. Выявить внутрипопуляционный полиморфизм хромосом
Agropyron intermedium по рисунку С-окрашивания.
-
Установить геномную структуру неполных пшенично- пырейных амфидиплоидов.
-
Провести онтогенетическое изучение 4-х дисомных пшенично-пырейных дополненных линий.
6. Установить, какие хромосомы пырея несут признаки
устойчивости к мучнистой росе, бурой ржавчине, и отрастания.
Научная новизна и практическая ценность работы. Проведена полная идентификация хромосом пырея Agropyron intermedium, двух форм неполных гшенично-шрейных амфидиплоидов и четырех дисомных пшенично-пырейных дополненных линий. Предложена цитологическая номенклатура хромосом Agropyron intermedium, в которой выделены 2 родственных генома и один отличный от них. Эти данные и результаты анализа мейоза подтверждают представления о пырее, как об аутоаллогексаплоидном по происхождению виде. Выявлен внутрипопуляционный полиморфизм хромосом Agropyron intermedium по рисунку С-окрашивания. Показаны различия в стабильности отдельных гетерохроматиновых сегментов. Показано, что геномы пырея в изученных формах неполных пшенично-пырейных амфидиплоидах являются синтетическими, то есть включают представителей всех 3-х геномов Agropyron intermedium. Проведено цитогенетическое изучение 4-х дисомных пшенично-пырейных
дополненных линий, что дало возможность' установить, какие хромосомы пырея несут признаки устойчивости к мучнистой росе, бурой ржавчине, и отрастания. В практическом плане результаты работы позволяют установить соответствие наиболее важных для селекции признаков с определенной хромосомой пырея. На основе этих данных можно создать коллекции дисомных дополненных пшенично-пырейных линий с маркированными хромосомами пырея и использовать различные дисомные дополненные пшенично-пырейше линии для направленной селекции мягкой пшеницы.
Апробация результатов. Материалы диссертации были представлены на yi Всесоюзном совещании по структуре и функциям хромосом (Пушино, 1988г.), на IY, Y и УІ съездах ВОГИС (Кишинев, 1982, Москва, 1987; Минск, 1992), на Всесоюзном совещании "Частная генетика растений" (Киев, 1989), на и Росс, симпозиуме. "Новые метода биотехнологии растений (Пушино, 1993).
Структура и объем диссертации-. диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы из24Z наименований, из них/^иностранных источника. Работа содержит J2J страниц, включая II/ рисунков и 9 таблиц.