Введение к работе
Актуальность теш диссертации. В современной селекции растений широко используются методы клеточной и генетической инженерии. Возможность применения этих методов зависит от степени изученности и эффективности методов культивирования и отбора растительных клеток, а также регенерации растений in vitro. Успех регенерации определяет в конечном итоге завершение любой клеточной технологии. Установлено, что процессы каллусообразования и регенерации видо- и средоспецифич-ны (Бутенко, 1964; Фадеева, Лутова, Козырева, 1974; Картель, Манеши-на, 1977; Муромцев и др., 1990). Актуальной становится задача отбора генотипов с высокой способностью к каллусогенеау и регенерации. Выявление таких генотипов в процессе селекции in vitro способствовало Зы повышению результативности клеточных технологий. Рядом авторов зроведен генетический анализ наследования признаков каллусогенеза и регенерации растений, в том числе методом диаллельных скрещиваний (Charmen. Bernard, 1984; Bulatti et al., 1974; Novak, Kubalakova, L987 и др.). Работы эти выполнены на разных объектах и их результаты зачастую носят противоречивый характер. Слабо изучена проблема взаимодействия генотипа и среды в культуре клеток и тканей, изменение генетической детерминации количественных признаков in vitro. Практически не исследована взаимосвязь количественных признаков в культуре Ln vitro и in vivo. Не ясно, каковы последствия проведения клеточной зелекции для ряда хозяйственно-ценных признаков. Изучение наследова-шя признаков каллусогенеза и регенерации в различных условиях среде, оценка приспособительных возможностей генотипов в культуре in /itro, анализ взаимосвязей признаков in vitro и in vivo позволили бы ювысить эффективность клеточной селекции, а также методический уро-їєнь селекционного процесса растений в культуре in vitro.
Связь работы с крупными научными программами. Тематика исследований выполнялась на основе Республиканской программы "Овощи" N Государственной регистрации 1993487 от 23.12.93 г. ,
Цель и задачи исследований. Целью наших исследований является анализ наследования количественных признаков томата в различных ус-ювиях среды в культуре in vitro и in vivo.
В задачи исследований входили: - изучение проявления комбинационной способности линий и эффекта гетерозиса в культуре in vitro;
установление характера наследования признаков каллусообразования и дегенерации in vitro;
выявление адаптивной способности генотипов, их экологической ста-іильнести, параметров среды как фона для отбора по признакам каллу-
- г -
согенеза и регенерации in vitro-,
- анализ взаимосвязей признаков томата в культуре in vitro и in viv
Научная новизна полученных результатов. Выявлен характер насле дования общего, товарного и раннего урожая томата в открытом грунте Показано, что в наследовании общего и товарного урожая преобладав положительное сверхдоминирование и промежуточное наследование, ран него урожая - промежуточное наследование. По признакам, характеризу одим каллусогенез и регенерацию in vitro образцов томата отмечен частое проявление сверхдоминирования, степень и направление которог зависят от условий среды. В культуре in vitro обнаружено сильно взаимодействие генотип х среда, выражающееся в смене рангов геноти пов, направления доминирования, переопределении генетических форму признаков в различных условиях культивирования. Выявлено отсутстви тесных корреляционных зависимостей между признаками продуктивност in vivo и признаками кадлусогенеза и регенерации in vitro. Между со бой признаки in vitro также слабо коррелируют и каждый из них нахо дится под собственным генетическим контролем. Впервые установлен возможность подбора в культуре in vitro сред,на которых корреляци массы каллуса с признаками продуктивности in vivo достаточно велики Это даёт основание считать типичность сред in vitro по отношению средам in vivo важным условием высокой эффективности клеточной се лекции.
Практическая значимость. На основе оценки констант ОКС и вариан СКС образцов томата выделены доноры продуктивности и скороспелости.
Оптимизированы условия для получения каллуса и максимального вь хода регенерантов томата на эксплант. Анализ генетики каллусогенез выявил, что наиболее информативным признаком, характеризующим в ди намике процесс образования каллуса, является индекс роста, который меньшей степени подвержен взаимодействию генотип х среда и не зави сит от исходной массы экспланта. Для повышения эффективности клеточ ной селекции томата целесообразно оценивать типичность условий куль тивирования генотипов in vitro по отношению к будущим условиям вог делывания in vivo с помощью сортов-тестеров.
Экономическая значимость полученных результатов. Получен и тле пользуется в селекционном процессе ценный исходный материал, превь шающий районированные сорта по общему урожаю на 40-50 Z, раннему на 20-40 X.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
- сильное взаимодействие генотип х среда по признакам каллусогенег
и регенерации генотипов томата in vitro (смена рангов генотипов, иг
менение направления доминирования в различных средах, переопределе
ние генетических формул признаков);
относительно независимая генетическая детерминация признаков кал-яусогенеза (масса каллуса, индекс роста) и.регенерации (регенераци-энная способность, количество побегов на эксплант) у томата;
отсутствие тесных связей между признаками продуктивности (общий, товарный, ранний урожай) и признаками кадлусогенеза и регенерации томата;
несовпадение понятий "оптимальная среда для культивирования" и "оптимальная среда для отбора" в культуре in vitro у томата;
необходимость оценки типичности условий культивирования и отбора генотипов in vitro по отношению к будущим условиям возделывания in vivo с помощью сортов-тестеров.
Личный вклад соискателя. Соискатель самостоятельно выполнил экспериментальные исследования в полевых условиях и культуре in vitro, статистически обработал полученные результаты, участвовал в разра-5отке программы и методики исследований, обсуждении результатов, написании статей и тезисов докладов.
Апробация результатов диссертации. Материалы исследований были представлены и доложены: на республиканской научно-технической конференции "Основные направления селекции и семеноводства овощных, Захчевых"культур и картофеля" (Ташкент,1991), IV Всесоюзной научной конференции "Экологическая генетика растений, животных, человека" (Кишинёв, 1991), VI съезде Белорусского общества генетиков и селекционеров (Горки, 1992).
Опубликованность результатов. Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста и включает введение, обзор литературы, материалы и методы, три главы эклериментальной части, выводы, практические рекомендации. Работа содержит 30 таблиц, 4 рисунка, 12 приложений. Список литературы включает 223 источника, в том числе 113 зарубежных авторов.