Содержание к диссертации
ЕЗВДЗМЕ 4
ГЛАВА І. Обзор литературы 8
1.1. Геном р^и Secale cereale Ъ • • О
I.I.I. Классификация хромосом генома рші ( R-геном ). 8
1.1.,2. Полиморфизм хромосом рш II
1. 1.3. Характеристика Щ\ генома ржи 14
1.2. Геном пшеницы 18
1.8. Тритикале ИЗ
1.3.1. Цитологическая нестабильность тритикале .25
1.3.2. Замещения хромосом во вторичных тритикале 27
1.3.3. модификации теломерногогетерохроматина во вторичных гехзаплоидгінх тритикале 32
1.4. Заключение 36
ГЛАВА П. Материалы и методы , 41
2.1. материалы исследования 4-ї
2.2. методы исследования 42
2.2.1. Методика приготовления хромосомных препаратов 42
2.2.2. методика дшперенцпаяьного окрашивания хромосом 44
2.2.3. Микрофотографирование 4S
2.2.4. Метод измерения хромосом 47
2.2.5. Метод анализа кариотипов 48
ГЛАВА Ш. Результати исследования 50
3.1. Полиморфизм хромосом р::си 51
3.2. Цитогенетпческий анализ форм, полученных от скрещивания гексаплоидных тритикале с мягкими пгаеницамп 54
3.3. Хромосомные перестройки у тритикале 58
3.4. РІдентнфпкацня хромосом пшеницы 59
13.5. Геном p;;"Ji у тритикале по сравнения с исходными ро- детєльсїшшї нормами G7
ШЕЛ 17ф Обсуждение 73
4.1. І']деїїтпсі>псащш хромосом А, З, D п е геномов 73
4.1.1. Ццонтииіш:ация хроілосогл Б її в геномов 75
4.1.2. і'іцєнтификаї.тїш хромосом Л и D геномов 79
4.Я, Полі^ортаїзія хромосом к генома 83
4,3. Чполешше и струхтурлшє измепеш-ш хромосом Е гено ма в составе трптхкале 88
4.3.1. Численные изменения хромосом R генома в составе тлітикале S
4.3.2. Хромосомный состав мягких пшешщ, при получе нии которых использовали скрещивания с гексагілодньтмп тритикале 92
4.3.3. Структурные изменения хромосом 57
4.4. Гїзмененхя хромосом р:;ш в карпотиие тритлкане . 101
4.4.1. Изменения гетерохроматических районов 103
4.4.1а Изменение системи полиморфизма 104
4,4.16 Сиерхрешшкздпя іг недорепликация д!Ж іі участ ках телог'лерного гетерохроматиыа л центромернкх блоков 107
4.4Лв Молекулярные дреііїї 107
4.4.1г He.iO тиче окая коныагация хромосом 108
4.4.ІД Мелкие отруктурнне перестройки 103
4.4.2. Изменение йунвдионхрования ядрыпгковнх организаторов 109
ВШ30ДЫ 115
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ IIS
я?шіо;;з]шн ідо
Введение к работе
Тритикале - это аялополиплоидный гибрид пшеницы и ржи, созданный человеком с целью объединения наиболее ценных признаков обоих родительских видов. Лучшие сорта тритикале обладают повышенной урожайностью, высоким содержанием белка и лизина, пониженной требовательностью к условиям выращивания, морозостойкостью, устойчивостью к фитозаболеванинм и многими другими качествами, что делает тритикале одной из наиболее перспективных сельскохозяйственных культур современности,
С другой стороны тритикале может служить одним из наиболее интересных объектов для эволюционных исследований, поскольку он является новым искусственно синтезированным видом, в котором идет интенсивный формообразовательный процесс.Важным преимуществом тритикале над возникшими естественным путем видами является то, что мы можем проводить сравнение тритикале непосредственно с его родительскими формами, следовательно, тритикале является хорошей моделью для изучения становления и эволюции кариотипа. В частности, на примере тритикале можно изучить процесс изменения родительских геномов при создании нового"вида. В связи со многими методическими трудностями тритикале именно в этом аспекте был изучен недостаточно.
Это обусловлено в частности тем, что прнменяеше до сих пор методы окраски позволяли только провести различие мездцу хромосомами ржи и пшеницы в кариотиле тритикале и в лучшем случае провести идентификацию некоторых хромосом пшеницы ( В генома ) и хромосом ржи.
Значительные трудности представляла также идентификация хромосом пшеницы и некоторых хромосом pjEpi на генетической основе, К моменту начала настоящего исследования (1979 г.) геном ржи был сравнительно хорошо изучен, однако идентификация хромосом пшеницы, особенно A HD геномов, бкла практически не разработана. Так, было предпринято только две попытки идентифицировать хромосомы пшеницы на основании генетической номенклатуры ( Gill , Kimber f 19746; Gerlach , 1977, ), и только в одной из них ( Gill , Kiniber , 19746 ) изучали хромосомы Айв геномов. Обе работы были выполнены на телоцентрических линиях мягкой пшеницы сорта Чаиштз Спринт, отличающейся по своему происхождению и рисунку дифференциальной окраски многих хромосом от сортов, выращиваемых в нашей стране и странах Европы и -Америки Кроме того, использование телоцеитри-1 ческих1линий может такие привести к неточностям Б идентификации некоторых хромосом, поскольку рисунок дифференциальной окраски соответствующего плеча хромосомы может искажаться, а в ряде случаев может происходить замена данного телоцентрика на другую телоцентрическую хромосому.
Хромосомному полиморфизму рки были посвящены многочисленные исследования (Vosa , I974;Weimarck , 197.5; Darvey , Gustafson, 1975; Атаева и др, t 1982; Семенов, Семенова, 1982;. Sybenga t, 1983 и др. ). Они показали, что именно полиморфизмом хромосом по гетерохроматическим участкам обусловлены различия между карнотитами сортов и линий ржи. Однако в ряде случаев наличие большого числа полиморфных вариантов по дан- ной хромосоме нередко затрудняет ее идентификацию, то есть при создании идиограммы необходимо учитывать возможно боль- шее число вариантов полиморфизма хромосом, С другой стороны, исследование полшгорфизма хромосом у тритикале было бы инте-; ресно с точки зрения эволюции кариотипа, поскольку существу- ют данныеt что видообразование обычно связано с измененном системы полиморфизма ( Маир, 1968 ).
Большое значение Б селекционной практике в последнее время приобрели скрещивания гексапловдных тритикале с мягкими пшеницами, при этом отбор по фенотипу у гибридов проводят как в направлении тритикале, так и в направлении мягких пшениц. Некоторыми авторами ( MettintLlebelt , 1982; Lukaszew-ski , Gustafson r 1983 ) было показано, что в первых гибрид- них поколениях происходит формообразовательный процесс, заключающийся в возникновении различного типа замещении и транслокации. Резулътатн ряда исследовании позволили предположитьі что они происходят неслучайным образом ( Merkerf 1975; Gustafson , Bennett , 1976; Lukaszewski f Apolinarska , 1981; Seal f Bennett , 1981 )f однако, закономерности этого процес- са были изучены недостаточно. С другой стороны, дифференциальная окраска хромосомможет слушіть дополнительным методом в оценка цитологической стабильности новых сортов тритикале и гибридов тритикале .с мягкими пшеницами» а также более то-1 чной идентификации их кариотилов; что представляет интерес для оценки их селекционное, значимости.
Целью работы было изучение изменения генома ржк в сое- таве первичных тритикале различных уровней плоидности по сравнению с их исходными родительскими сортами ржи с помощью метода дифференциального окрашивания хромосом и морфометри- ческого анализа. Б работе также- проведен анализ большого числа вторичных тритикале и нескольких линии пшениц, в создании которых использовали скрещивания мягких пшениц с гекса-илоидными тритикале, с целью выяснения их хромосомного сое- " тзва, а также определения механизмов и основных закономерно- стей эволюции кариотипа тритикале Поскольку тритикале характеризуются значительной цитологической нестабильностью, которая ограничивает их непосредственное использование Б селекционной практике, то одной из целей данной работы было поставлено исследование некоторых линий гибридов гексаллопднкх тритикале с мягкими пшеницами, находящихся в процессе формообразования.
Необходимым этапом исследования явилась разработка модификации метода дифференциальной окраски, позволяющего выявить лаксималъно возможное число мелких гетерохроматических блоков. Увеличение шформативности рисунка дифференциального окрашивания хромосом позволило разработать идиох амму хромосом- пшеницы и ржи с учетом генетической номенклатуры, приме-" нимои для изучения наиболее широко распространенных сортов пшеницы, ржи и тритикале, имеющих различное происхоздение. Поскольку предложенные ранее методы создания"идиограммы хро- мосом пшеницы имеют ряд недостатков, то для разработки генетической "классификации хромосом пшеницы и ржи необходимо"использовать новне подхода Полученные результаты позволили провести полную идентификацию хромосом пшеницы и ржи в кариотипе тритикале, выявить направление изменчивости гетерохроматических районов хромосом ржи в составе тритикале, а также разработать основные1 критерии цитологической нестабильности тритикале.
