Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 6
1.1. Направления селекции томата, модель организации количественных признаков 6
1.2. Современные методы исследования генома растений 17
1.2.1. Морфологические и биохимические методы 17
1.2.2. Молекулярно-генетические методы исследования генома растений 22
1.2.2.1. Подход, основанный на полиморфизме длин рестрикционных фрагментов 22
1.2.2.2. Использование метода ПЦР для молекулярно- генетического исследования генома растений 25
1.2.2.3. RAPD-анализ 29
1.2.2.4. Диаллельный анализ 33
1.2.2.5. Микросателлиты и их типы 36
2. Цель, задачи, условия проведения, материал и методика исследований 39
2.1. Цель, задачи, актуальность, научная новизна и практическая значимость работы 39
2.2. Место и условия проведения исследований 45
2.2.1. Агроклиматическая характеристика условий выращивания 45
2.2.2. Погодные условия в зоне проведения исследований 47
2.3. Материал и методика исследований 50
2.3.1. Морфо-биологическая характеристика линейного, гибридного и сортового материала томата, использованного в экспериментах 50
2.3.2. Методика оценки параметров адаптивности и стабильности генотипов томата и параметров среды 52
2.3.3. Методика изоферментных исследований 53
2.3.4. Методика исследования генотипов родительских линий и межвидовых гибридов томата при помощи RAPD- анализа 55
3. Результаты исследований 57
3.1. Оценка генотипов томата и выявление наиболее информативных признаков 57
3.1.1. Репрезентативность оценки параметров адаптивности и стабильности отобранных межвидовых трансгрессий в различных средах 57
3.1.2. Оценка параметров адаптивной способности и стабильности отобранных межвидовых трансгрессий 59
3 1 .3. Подбор, идентификация исходного материала как компонентов для скрещивания, проведение межвидовых скрещиваний родительских линий томата в теплице для получения межвидовых гибридов 62
3.1.4. Оценка линии и отбор межвидовых трансгрессий томата по некоторым количественным признакам, выявление наиболее информативных признаков для проведения генетического анализа 64
3.2. Отбор выделенных по "продуктивности" сортов, проведение насыщения отобранных межвидовых трансгрессий 72
3.3 1. Идентификация генотипов полученных межвидовых гибридов посредством изоферментных маркеров 73
3.3.2. Идентификация генотипов полученных межвидовых гибридов с использованием молекулярных маркеров 78
Выводы 86
Список литературы 89
Приложения 108
- Направления селекции томата, модель организации количественных признаков
- Современные методы исследования генома растений
- Агроклиматическая характеристика условий выращивания
- Оценка генотипов томата и выявление наиболее информативных признаков
Введение к работе
Успехи селекции и перспективы ее развития определяются различными факторами. Независимо от методов селекции одна из сложнейших частей работы - выявление генетической изменчивости в исходном и селекционном материале, отбор желаемых генотипов. Генетический анализ сложных хозяйственно ценных признаков и биологических свойств растений остается одной из важных проблем селекции. Решить ее возможно на основе фундаментальных знаний генетической и морфогенетической сущности этих признаков. Одной из важных проблем в селекции растений является разработка методов и приемов, позволяющих интенсифицировать селекционный процесс для ускоренного создания высокопродуктивных сортов и гибридов. Особое значение при разработке этих методов приобретает поиск и изучение новых маркерных признаков, облегчающих не только проведение генетического анализа исходного материала, но и ускоряющих работу по его созданию. На сегодняшний день известны три основные группы маркеров: морфологические, белковые и ДНК. В селекции томата используют в основном морфологические признаки, применение которых позволило создать большое количество исходного материала, сортов и гибридов. Однако возможность использования этих признаков ограничена временем и четкостью генетического проявления. Набор их в сравнении с числом генов и генетических систем в организме весьма ограничен.
Принципиально новые возможности использования генетических маркеров в генетике и селекции появились с открытием полиморфизма белков, в особенности изоферментов. Кодоминантный тип наследования, позволяющий оценить гомо- и гетерозиготность растения и простота анализа делает их надежными метчиками в процессе селекции. Преимущество белковых маркеров по сравнению с морфологическими связано с тем, что они являются прямыми продуктами активности генов, менее подвержены воздействию внешней среды и поэтому более надежны (Конарев, 1983; Левитес, 1986; Политов, Салменкова, 1998; Федулова, 2005).
Вместе с тем, вопросы использования молекулярно - генетических маркеров в практической селекции томата изучены недостаточно и требуют углубления и расширения.
Применение нового класса молекулярных маркеров - фрагментов ДНК для томата в России пока ограничено, так как этот метод является дорогостоящим и недостаточно разработанным. Однако метод ДНК - анализа позволит ускорить перенос хозяйственно ценных генов и локусов количественных признаков в процессе селекции и обеспечить создание новых сортов с целым комплексом заданных свойств, а также конструирование новых генотипов растений методами генетической инженерии (Кочиева, 1999). В связи с этим большую актуальность приобретает разработка методов молекулярно-генетического маркирования для практического использования в селекционном процессе томата, включая отборы при создании исходного материала и оценку при гибридизации.
Перспективы селекции неразрывно связаны не только с расшифровкой и познанием механизмов контроля рекомбинационных процессов, факторов, определяющих элиминацию нетрадиционных рекомбинантов, но и решением ряда биологических проблем, весьма существенных с практической точки зрения. К их числу следует отнести выявление взаимодействия в системе «генотип-среда», взаимосвязи конкурентоспособности, гетерозисности, гетерозиготности и рекомбинации, выяснение генетической природы специфической и общей устойчивости к абиотическим и биотическим стрессам, картирование количественных, в том числе хозяйственно ценных признаков. Получая результаты, отражающие реальную суть взаимодействий и взаимосвязей между отмеченными процессами, разрабатывают новые подходы и методы, обеспечивающие ускоренное создание сортов и гибридов, сочетающих потенциальную урожайность с высокой экологической устойчивостью (Методические указания..., 1992). При использовании разнообразных адаптивных структур имеются реальные возможности повысить адаптивность и экономичность накопления урожайных свойств путем
совмещения коадаптивных блоков генов и обеспечить весьма высокие уровни потенциальной продуктивности и экологической устойчивости в одном генотипе, в частности в гибриде Fj.
Направления селекции томата, модель организации количественных признаков
Одним из основных направлений селекции томата в открытом и защищенном грунте является получение гибридов Fj, обеспечивающих преимущество в урожайности по сравнению с сортами в среднем на 20 - 50%, что связано с эффектом гетерозиса (Алпатьев, Хренова, 1976; Авдеев и др., 1982). Гетерозис - сложное биологическое явление, сущность которого пока не поддается четкому определению. Обычно он представляется как превосходство гибрида над родительскими формами по степени развития одного или комплекса признаков, в том числе и количественных. В области создания и применения гибридов Fj как конечной цели селекционной программы накоплен большой теоретический материал и практический опыт (Даскалов и др.,1978). Ценной особенностью селекции на гетерозис является возможность совмещения в гибриде Fi различных генов устойчивости к болезням и абиотическим факторам среды без потери скороспелости, урожайности и качества плодов (Брежнев, 1966; Балашова, 1976; Кильчевский, 1993). М. Йорданов (1987) отмечает, что более ценное качество гибридов Fi - быстрая адаптация к изменению условий окружающей среды. В последнее время, в связи с направлением селекции на создание сортов со стабильной урожайностью, гетерозис выступает в качестве метода адаптивной селекции (Добруцкая, Пивоваров, 1992; Пивоваров, Арамов, 1996; Добруцкая, Пивоваров, 1998). Изучение этих вопросов на генетическом уровне является весьма актуальной задачей, поэтому в последнее время все чаще исследователи используют биохимические и, особенно, молекулярно-генетические методы исследования генома растений, и в частности при изучении хозяйственно ценных (количественных) признаков.
В 1984 году была предложена эколого-генетическая модель организации количественных признаков (Драгавцев, 1984). С точки зрения автора этой модели гетерозис подразделяется на гетерозис, возникающий в условиях экологического или конкурентного лимитирования ростовых процессов, и на гетерозис, возникающий в отсутствии каких-либо лимитирующих факторов. Механизм гетерозиса первого типа сводится к переопределению генетических формул количественного признака, то есть к смене спектров генов, детерминирующих компоненты признака при смене лимитирующих факторов внешней среды. Понятие "генетическая формула количественного признака" сформулировано в истории генетики давно. Генетическую формулу определяют как генотип признака при отсутствии эффектов доминантности, то есть как сумму основных вкладов данного спектра локусов в признак. В.А. Драгавцев и А.Ф. Аверьянова (1983, 1984) выделяют два механизма переопределения генетических формул количественного признака: 1)известный в генетике механизм "переключения" генетических "программ" на этапах онтогенеза и 2) изменение доли вклада в признак разных генетико-физиологических систем адаптивности при смене лимитов во внешней среде. Поскольку явление переопределения генетических формул не идентифицируется на пути ген - продукт, а проявляется только на пути продукт гена - признак, тесты на выявление переопределения строятся на признаковом уровне. Таким образом, развитие количественных признаков, в отличие от простых качественных, представляет собой в большей мере динамичный регулируемый процесс, зависимый от факторов внешней среды. В связи с тем, что невозможно экологически подвижному полигенному признаку дать жесткую "паспортную" генетическую характеристику для всех лет и экологических точек, эколого-генетический анализ следует проводить в конкретной зоне селекции и в типичный для данной зоны год. Эколого-генетическая структура признака будет определять селекционную стратегию и тактику только для данной экологической точки и типичного для нее года. Словосочетание "генетика количественного признака" не имеет права на существование в отрыве от конкретной динамики лимфакторов внешней среды (Драгавцев, 2003). Однако генетическая сторона проявления количественных признаков изучена неполностью. Так, например, мало работ посвящено точной идентификации локализации генетических факторов, отвечающих за проявление количественных признаков. Большое число количественных признаков остается изученным недостаточно (Rick, 1982). Несмотря на достигнутые успехи в исследовании сложных процессов регуляции генной экспрессии, до сих пор остаются неясными основные механизмы такого полигенного количественного признака, как продуктивность. Одним из возможных путей в решении этой проблемы является анализ связей между генотипическими особенностями и фенотипической изменчивостью (Титок, 2002). Выявление генетических различий между контрастными по адаптивности формами томата, маркирование локусов, контролирующих различия по количественным признакам, возможно на сегодняшний день с применением белковых (изоферментных) и ДНК-маркеров. Использование маркерных физиолого-биохимических показателей представляется актуальным, так как проведение комплексных исследований дает возможность объективно оценивать генетически детерминированные биохимические особенности линий или сортов, сравнивать их между собой, контролировать и сокращать сроки селекционного процесса.
В гетерозисной селекции и семеноводстве гибридов в настоящее время актуальна проблема идентификации инбредных линий, контроль их генетической чистоты и оценка на гибридность семян межлинейных гибридов первого поколения. Для этого так-же широко используются белковые и ДНК-маркеры. Поскольку гены сопряжены в генетические системы разных уровней сложности, локализованы в конкретных хромосомах, которые, в свою очередь, составляют часть генома, белок одновременно может быть маркером соответствующей генетической системы, хромосомы или генома. Рекомбинационная селекция обеспечивает непрерывное расширение спектра доступной отбору генетической изменчивости хозяйственно ценных и адаптивно значимых признаков, в том числе постоянное увеличение числа идентифицированных генетических доноров потенциальной урожайности и экологической устойчивости. Для этого широко применяют методы эндогенного и экзогенного индуцирования генетической изменчивости, преодоления половой несовместимости между видами одного семейства. Рассматривая возможности интеграции адаптивной системы и генетической инженериии, определили принципиально новые приоритеты самой селекции растений, вытекающие из современного понимания: - роли интегрированности генома и всего идиотипа у высших эукариот, проявляющейся в формировании блоков коадаптивных генов и сохранении их status quo при передаче наследственной информации от одного поколения к другому; - необходимости перехода от управления изменчивостью моногенных признаков к комбинаторике количественных (полигенных) признаков, многие из которых относятся к хозяйственно ценным; - необходимости сочетания в сортах и гибридах высокой потенциальной продуктивности, устойчивости к действию абиотических и биотических стрессов, а также продукционных и средообразующих (почвоулучшающих, фитосанитарных) функций; - возможности использования новых видов и экотипов растений с целью введения в культуру (экологическая и экотипическая селекция) (Жученко, 2003).
Современные методы исследования генома растений
Морфологический подход. Изначально для оценки разнообразия, а также отбора растений на хозяйственно ценные признаки и отслеживания этих признаков в процессе селекции использовались фенотипические проявления генов. Подобные фенотипические маркеры отражают экспрессию либо самого гена, определяющего конкретный признак, либо его ближайших соседей по хромосоме.
Биохимический подход. Первыми из применяемых были морфологические маркеры, они указывают на особенности окраски и формы растений. Но полигенная природа многих признаков строения и состава растений ограничила возможности генетического картирования важных генов и контроль над их переносом. Экстраординарное количество повторяющихся последовательностей и аллополиплоидия, реально позволяют осуществить полное секвенирование геномов нескольких "модельных" видов растений, например Arabidopsis (125 тыс. п.н.) и риса (430 тыс. п.н.). Геномы других видов растений анализируют с помощью сравнительной геномики или на основе альтернативной технологии молекулярного маркирования. Суть последней состоит в том, что если не удается полностью просеквенировать геном изучаемого организма, то можно приблизительно охарактеризовать генотипическую изменчивость индивидуумов на молекулярном уровне. С этой целью в последние десятилетия применяется стратегия молекулярных маркеров, которые своим присутствием обозначают (маркируют) полиморфизм в структуре макромолекул белков или ДНК. Первые работы в этой области были проведены с использованием изоферментов и запасных белков семян (Конарев, 2000). В последнее время основное внимание генетиков направлено на выявление полиморфизма макромолекул ДНК как непосредственного носителя наследственной информации. В последние 20-25 лет в арсенал методических подходов генетического маркирования прочно вошли биохимические методы исследования, применение которых породило новое понятие - «биохимический полиморфизм». Строго говоря, все виды генетического маркирования имеют биохимическую основу, но в узком смысле этого понятия под биохимическим полиморфизмом подразумевается наличие в одной и той же популяции различных молекулярных форм белка. Во многих природных популяциях биохимический полиморфизм обнаруживают более 30% из числа изученных генетических локусов (Алтухов, Рычков, 1972).
Широкое распространение белковых маркеров позволило использовать их в различных генетических исследованиях (Айала, 1984; Глазко, 1993). Но в селекционной практике применение этих маркеров носит ограниченный характер, это обусловлено тем, что культурные растения, в особенности самоопылители, часто почти одинаковы по изозимным маркерам, хотя при этом могут существенно различаться по ряду морфологических и пигментационных признаков. Многие авторы считают оценку средней гетерозиготности популяций (6%), проведенную на основе анализа биохимического полиморфизма у 30 локусов, существенно заниженной по сравнению с истинной гетерозиготностью популяций (Айала, 1984). Подобное явление можно объяснить, по крайней мере, двумя причинами. Во-первых, некоторые из аминокислотных замен не сопровождаются изменениями суммарного электрического заряда или заметными изменениями молекулярной конфигурации, а следовательно не могут быть обнаружены методом электрофореза. Во-вторых, анализ белков позволяет тестировать изменения только в белоккодирующих последовательностях ДНК экспрессирующихся генов. Таким образом, если учесть, что в геноме высших эукариот значительную долю составляют повторяющиеся последовательности с часто неизвестной нам функцией, а сами гены сильно интронированны, то становится очевидным, что при анализе белкового полиморфизма от внимания исследователей ускользает большая часть генома. При этом пропущенными могут оказаться функционально значимые участки. А современные представления о механизмах реализации генетической информации отводят важную роль регуляторным участкам, расположенным вне гена (Smith et al, 1992).
К настоящему времени сложились и хорошо себя показали два главных типа белкового маркирования, один из которых основан на использовании антигенной специфичности белка (иммуноглобулина), другой - ыа специфичности спектра компонентов множественных и генетически полиморфных белков (проламины, запасные белки семян, изоферменты). Им соответствуют два типа белковых маркеров: иммунохимические, или серологические, и электрофоретические. В основе электрофоретических маркеров лежат физико-химические свойства белка и, прежде всего, заряд, масса и форма молекулы. Электрофорез позволяет, во-первых, раскрывать множественность белка, как многокомпонентную систему, кодируемую группами или кластерами соответствующих им множественных генов, во-вторых, выявлять аллелизм генов, оценивать их аллельную структуру в популяциях. Выбор маркерного белка и приемы электрофореза для идентификации сортов, биотипов и линий разных культур подробно описаны в литературе (Конарев, 1983; Кудрякова, Гасанова, Крючков, 1990; Конарев и др., 1993; Политов, Салменкова, 1998; Бузовкина, 2003). Многим наследственным признакам нельзя дать достаточно точного качественного описания, по ним между особями наблюдаются постепенные малозаметные переходы, а при расщеплении нет ясно разграниченных фенотипических классов. Эти признаки приходится изучать путем измерений или подсчетов, позволяющих дать признаку цифровую характеристику. Такие признаки называют количественными. В отличие от качественных, наследование основных хозяйственно ценных признаков возделываемых растений происходит количественно, что предполагает невозможность точной идентификации их генотипа по фенотипу при отборе на высокую продуктивность, качество продукции и стабильность урожая. Неоднородность условий среды и другие факторы, влияющие на точность полевых опытов, еще более осложняют эту задачу. В то же время качественные признаки в силу их дискретного распределения гораздо более удобны для селекции, но не имеют, как правило, такого же хозяйственного значения. Более того, многие качественные признаки контролируются генами, полученными методами мутагенеза, а мутации преимущественно отрицательно влияют на величину урожая (Урсул, Жученко, 1993; Чернов, Михайлов, Урсул, 1997). Однако на помощь генетике и селекции пришла биохимия. В 1957 г. Хантер и Маркерт, а в 1959 году Маркерт и Меллер, сочетая методы электрофоретического разделения белков и гистохимической окраски установили, что один и тот же фермент может быть представлен множественными формами - изоферментами, которые различаются по электрофоретической подвижности (Корочкин, 1977). Это позволяет проводить их точную идентификацию, как и в случае морфологических качественных признаков и использовать изоферменты в качестве генетических маркеров для изучения количественных признаков (Чернов, Михайлов, Урсул, 1997). Применяя изоферменты, можно точно отличить родительские формы и их гибриды (Левитес, 1986).
Агроклиматическая характеристика условий выращивания
Исследования по заданию тематического плана 18.01.03 проводили на базе отдела экологической селекции, а также совместно с сектором ПЦР-диагностики лаборатории молекулярных и гаметных методов селекции ВНИИССОК в 2003-2005 гг. (соисполнители Домблидес А.С., Домблидес Е.А.). Образцы томата выращивались в двух экологических средах (открытый и защищенный грунт) Московской области по общепринятой методике. Исследования генотипов томата с помощью изоферментных маркеров проводили на базе лаборатории популяционной генетики ИОГеы им. Вавилова при поддержке к. б. н. Д.В Политова. Кроме того, завершающий этап RAPD-анализа (амплификация и электрофорез продуктов ДНК) проводили во ВНИИ фитопатологии (н. с. Кромина К.А).
Московская область расположена в южно-таежной зоне в умеренном широтном поясе, почти в центре обширной Русской равнины. Климат ее характеризуется умеренным теплым летом и сравнительно холодной зимой. Важнейшее свойство этого климата - континентальность, что обусловлено значительными годовыми и суточными колебаниями воздуха.
Рельеф неоднороден, возвышения чередуются с заболоченными понижениями. Область располагает довольно густой речной сетью. Большая часть территории расположена в подзоне смешанных лесов.
К неблагоприятным явлениям погоды относятся поздние весенние и ранние осенние заморозки. Весенние заморозки прекращаются 10-20 мая. Бывают годы, когда осенние заморозки начинаются 20-25 сентября, а иногда бывают и в конце августа.
Агроклиматические ресурсы Московской области позволяют выращивать здесь большинство овощных культур в открытом грунте.
Радиационный баланс в Московской области положителен с марта по октябрь, когда поглощение радиации превосходит излучение. Наибольшая продолжительность солнечного сияния с мая по июнь. Среднемесячная температура воздуха составляет 18.5С. Период с положительной температурой выше 10С длится 128-138 суток, начинаясь с 3-10 мая и заканчиваясь 16-19 сентября, за это время сумма положительных температур составляет 1900.. .2100С. Ввиду высокой изменчивости сроков перехода средней суточной температуры воздуха через отметку 10С как весной, так и осенью, продолжительность данного периода в отдельные годы значительно отклоняется от средних значений. Безморозный период длится 120 - 140 суток (Агроклиматический справочник, 1967).
За год в Московской области выпадает 550 - 650 мм осадков. Сумма осадков за период вегетации составляет 250 - 270 мм. Гидротермический коэффициент равен 1,5, т.е. Московская область относится к зоне оптимального увлажнения воздуха.
Почвы - дерново-подзолистые, тяжелосуглинистые, в пахотном слое 2-3% гумуса, 4-8 мг общего азота, 15 мг фосфорной кислоты, 10-18 мг калия на 100 г почвы, рН почвеш-юго раствора 5,0-5,6. Таблица 1 Агроклиматическая характеристика зоны исследования Показатели Московская область Широта, град. 51 Долгота, град. 37и в.д. Продолжительность дня, час, 7-17 Продолжительность солнечного сияния, час 1760 Суммарная радиация, ккал/см 87 Безморозный период, мин.-макс, суток 90-187 Осадки, мм 550 Средняя многолетняя температура воздуха, С 3,8 Суток с температурой выше 15 С 62 Ср. относит, влажность воздуха в полуд, часы, % 68 2.2.2, Погодные условия в зоне проведения исследований Погодные условия в годы исследований (2003-3005 гг.) характеризовались разнообразием и отличались от среднемноголетних показателей (табл. 2.), однако в целом их можно определить как благоприятные для роста и развития томата. Характеристика периода вегетации. Среднемесячная температура мая 2003, 2005 годов была выше среднемноголетнеи на 4,1 С и 2,8С соответственно, что благоприятствовало развитию растений, но невысокая температура воздуха и высокая влажность в момент высадки рассады в грунт, значительно задержали приживаемость растений, часть из которых погибли. Начало лета 2003 года было холодным по сравнению со средними показателями данного периода. Среднемесячная температура воздуха была ниже среднемноголетних данных на 2,4С в 2003 году, однако в 2004-2005 на уровне 15 С. Сумма осадков была выше среднемноголетних значений в 2003, 2005 годах, при высокой влажности воздуха 75 и 78% (норма 69%) за все года. В июле 2003, 2004 гг., значительно потеплело, увеличилась влажность воздуха и составила 80,7% (норма 72,7%). Таким образом, период вегетации 2003-2005 годов был сравнительно влажным и теплым. Средняя температура воздуха за вегетацию была выше по сравнению со средними значениями. Сумма осадков за 2003, 2004 гг. была выше средних на 10,7 и 11,7 мм соответственно, только в 2005 году она была ниже на 1,8 мм. Относительная влажность воздуха за период вегетации с 2003 по 2005 гг. также была выше среднемноголетних значений на 3,8; 7,6 и 1,9% соответственно. Однако почти двойная норма осадков в августе 2003 года 161% и июле 2004 — 133% (формирование и налив плодов) значительно усилила поражаемость плодов томата фитофторой. Сумма осадков в июне-июле 2005 года также значительно превышало средние показатели, однако своевременная обработка томата от фитофторы и внекорневая подкормка жидкими удобрениями позволили значительно повысить устойчивость растений, поражения болезнями наблюдались в конце вегетации при проведении последних съемов плодов.
Оценка генотипов томата и выявление наиболее информативных признаков
Проводили оценку параметров среды. Одним из важных параметров среды является ее продуктивность, которая оценивается по среднему значению всех генотипов в конкретных условиях среды.
Продуктивность среды значительно отличалась по годам исследования (таблица 3), в связи с чем менялся ее показатель (dt) от низкопродуктивной (Москва, защищенный грунт, 2004) до высокопродуктивной (Москва, защищен, гр., 2003). Незначительная продуктивность среды Москва, защищ. гр., 2004 объясняется невысокой температурой при цветении 2-3 кисти томата. В мае-июне, когда шел вегетативный рост, цветение и завязываемость плодов на 1-3 кисти, погодные условия были далеки от идеальных (сумма осадков снижалась от 13 8% до 90% при невысокой температуре 94-97% по отношению к среднемноголетнему показателю) (таблица 2). Кроме того, в фазу созревания плодов (июль-август) начались затяжные дожди, началось поражение растений и плодов грибковыми заболеваниями. Проявление потенциала большинства признаков наиболее вероятно в условиях, сформировавшихся в Москве, защищ. гр., 2003 г. Взаимодействие "генотип-среда" по-разному отразилось на выровненности количественных признаков. Анализ полиморфизма гибридных популяций наиболее затруднен в условиях среды защищенного грунта по признакам "количество листьев" и "сумма 1+2 настоящих листьев", для которых фон все три года был стабилизирующим. Только один раз из трех лет испытания формируется анализирующий фон для оценки по признакам: "количество кистей", "количество цветков".
Дестабилизирующий эффект изученных сред был очень высок, что выражено параметром дифференцирующей способности среды (Sek) (от 77 до 118%). Константно дестабилизирующий эффект среды проявлялся относительно признаков (в возрастающем порядке): "высота растения", "количество плодов", "продуктивность", "средняя масса 1 плода". Наиболее важный параметр, которым должен обладать селекционный фон — типичность, т.е. соответствие условий отбора средовым и агротехническим условиям, в которых в дальнейшем будет выращиваться сорт (Жученко, 1980). Типичность среды почти по годам исследований по всем признакам отличалась незначительно.
Тем не менее, по признакам проявились некоторые особенности: типичность среды практически не менялась для признаков: "количество кистей", "продуктивность". В большей степени типичность меняется для признаков: "количество листьев" и "количество плодов".
Таким образом, испытания в условиях защищенного грунта Москвы в течение трех лет позволяют получить информацию о полиморфизме гибридных популяций по основным количественным признакам. Потенциал признаков проявляется реже один раз в три года, т.е. испытания должны проводиться не менее трех лет. Низкая изменчивость параметра типичности среды позволяет сокращать длительность испытания на заключительных этапах селекции до двух лет.
Для определения вклада внешней среды на проявление количественных признаков отобранных межвидовых трансгрессий были определены параметры адаптивной способности и стабильности положительных и отрицательных трансгрессий по трем годам исследований Адаптивность оказалась выше у трансгрессий с максимальным значением признака (положительных) в F2 №1 по сравнению с F2 №24. Определена специфика адаптивности для различных признаков: по признаку "количество листьев" у отрицательных трансгрессий из F2 №24 адаптивность выше, чем у положительных. Это произошло за счет экологической неустойчивости данного признака. Высокая селекционная ценность положительных трансгрессий, как правило, связана с более высоким значением признака. Отмечены некоторые особенности в проявлении стабильности отдельных признаков. Как правило, признаки положительных трансгрессий менее изменчивы. В то же время эта закономерность проявляется недостаточно четко. В некоторых случаях изменчивость выше у положительных трансгрессий: в F2 №24 - по признаку "количество кистей". Наиболее выражена изменчивость у положительных трансгрессий по признаку "количество плодов". Только благодаря их значительному превосходству по средней величине значения признака (она выше в 6,4 - 9,4 раза) селекционная ценность выше у положительных трансгрессий. По этому признаку они нуждаются в улучшении стабильности, а отрицательные трансгрессии - в повышении значения признака.
По отзывчивости на изменения условий выращивания положительные и отрицательные трансгрессии так-же различаются. По большинству признаков положительные трансгрессии более отзывчивы на улучшение условий выращивания, т.е. могут быть отнесены к образцам интенсивного типа, в большей степени это относится к признакам "количество цветков на 1 кисти". При ухудшении условий выращивания большую устойчивость проявляют отрицательные трансгрессии. По ОАС выявлена та же закономерность, что и по параметрам СЦГ: она выше у положительных трансгрессий. САС так-же, в большей степени, выражена у положительных трансгрессий по всем учтенным признакам.
Таким образом, для селекции на адаптивность большую ценность представляют положительные трансгрессии, сочетающие, как правило, значительную экологическую устойчивость и, особенно, высокий потенциал признака. Поиск стабильных форм среди отрицательных трансгрессий возможен по признакам: "количество листьев", "количество кистей", и особенно, "количество плодов".
Также была проведена идентификация линий Радуга Молдовы, Lycopersicon hirsutum var. glabratum №66 с использованием метода по определению полиморфизма длин рестрикционных фрагментов амплификации ДНК с праймерами (RAPD), основанного на полимеразной цепной реакции (PCR).
Растения были проанализированы с 4 праймерами (ОРА 8, ОРА 10, OPN 1, OPN 13), что выявило в общей сложности 48 локусов, 26 из которых оказались полиморфными (рис.1). Таким образом, была подтверждена контрастность взятого для исследований материала не только на фенотипическом, но и на генетическом уровне, что дает возможность использовать этот исходный материал в качестве компонентов для проведения межвидовых скрещиваний и эффективного отбора полученных трансгрессий.
