Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Успех селекционной работы и ее эффективность во многом определяется разнообразием форм исходного материала и его пригодностью для ведения селекционных работ в конкретной зоне. В последние годы традиционная селекция обогатилась новыми вспомогательными методами создания исходного материала. Один из них основан на использовании культивируемых клеток растений. Генетические изменения культивируемых клеток и регенерированных из них растений делают возможным улучшение существующих сортов. Культивирование соматических клеток in vitro расширяет возможность увеличения частоты и спектра мутации. Высокая степень изменчивости растений-регенерантов, имеющей важное сельскохозяйственное значение, установлены у пшеницы (Larkin et al., 1984; Cooper et al.,1986), кукурузы (Edallo etal.,1981), сорго (Ma Hontu, Hang, 1985), риса (Oono, 1981; Давоян,1983) и др. Сомаклональная вариабельность позволяет существенно повысить генетическую изменчивость растений и, тем самым, возможность отбора.
Вместе с тем, успешное применение сомаклональной вариации в селекции ограничивается, с одной стороны, отсутствием эффективных методов регенерации растений в культуре in vitro, с другой - недостаточной изученностью этого явления. Для решения данной проблемы важное значение имеет изучение факторов, влияющих на интенсивность каллусообразования и регенерации растений, наследуемости изменений, обусловленных стадией неорганизованного роста культуры клеток.
Для направленного улучшения некоторых признаков (устойчивость к болезням, вредителям и неблагоприятным факторам среды) пшеницы еще слабо разработаны методы культуры клеток, одной из перспективных клеточных систем являются суспензионные клеточные культуры, которые уже хорошо зарекомендовали себя в биотехнологиях для многих растений. Однако потенциальные возможности суспензионной культуры клеток для злаковых растений остаются все еще нереализованными. Прежде всего необходимо определить условия получения активно пролиферирующих эмбриогенных клеточных суспензий.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ. Цель настоящего исследования - изучение сомаклональной изменчивости селекционных признаков и условий
- г -
суспензионного культивирования клеток пшеницы для использования их в биотехнологиях.
Для этого необходимо было решить следующие задачи: 1. Изучить влияние генотипа донорных растений и эпигенетических особенностей эксплантов на регенерационную способность пшеницы в культуре in vitro.
2.Изучить особенности сомаклональнои изменчивости селекционных признаков растений, регенерированных в культуре in vitro, исследуя: а) количественные признаки (структурные элементы продуктивности и устойчивости растений к полеганию); б) устойчивость к видам ржавчины:
-
Изучить компонентный состав запасных белков (глиадина и глютенина) линий-регенерантов, а также поведение хромосом при мейозе в материнских клетках пыльцы.
-
Получить суспензионную культуру клеток пшеницы и определить факторы, влияющие на интенсивность ее роста.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. На обширном материале изучены влияние генотипа и экспланта на кал-лусогенез и морфогенетический потенциал культивируемых клеток пшеницы. Изучена зависимость этих процессов от плоидности пшеницы. Впервые для селекционного использования получены расте-ния-регенеранты из константных линий яровой мягкой пшеницы.Показана генотипическая зависимость сомаклональнои изменчивости по элементам продуктивности (высота растений, длина колоса, масса зерен с одного растения). Выделены 7 сомаклональных линий пшеницы, характеризующиеся изменением хозяйственно-ценных признаков (устойчивые к видам ржавчины и продуктивные) для селекционного использования. Изучены условия получения активно пролйферирующих клеточных суспензий для сорта Казахстанская-10 (Тг. aestivum).
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации были доложены и представлены на отчетных сессиях аспирантов КазНИИЗ (1988 -1990 г.г.), на сессии Научного совета Казахстанского отделения ВОГиС им. Н.И.Вавилова "Физиолого-генетические основы повышения устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных растений" ( Алматы,1988 ), на Всесоюзной конференции по биотехнологии злаковых культур (Алматы,1988), на Международном симпозиуме "Клеточные и генные биотехнологии для зерновых злаков" (Ал-
маты, 1989), на Всесоюзной конференции по сельскохозяйственной биотехнологии (Целиноград,1991), на Республиканской научно-практической конференции Актюбинской сельскохозяйственной опытной станции "Пути увеличения производства и улучшения качества сельскохозяйственной продукции в Казахстане" (Актюбинск, 1992).
ПУБЛИКАЦИИ.По теме диссертационной работы опубликовано 10 работ.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений для практической селекции, списка литературы из 201 наименования, в т. ч. 126 на иностранных языках. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, включает 20 таблиц и 14 рисунков.
