Введение к работе
Актуальность темы. Лен-долгунец является важной технической культурой комплексного использования, имеющей большое значение в народном хозяйстве России. Ведущая роль в интенсификации льноводства принадлежит селекции, позволяющей сочетать в одном сорте высокую продуктивность, качество и комплексную устойчивость к болезням и полеганию (Александрова ТА, Марченков А.Н., 1994).
Основные методы селекции льна-долгунца, базирующиеся на традиционных приемах - подборе пар для скрещиваний, гибридизации и отборе в расщепляющихся популяциях, остаются трудоемкими и продолжительными. С целью усовершенствования селекционного процесса,в последние годы активно начали проводиться комплексные исследования по использованию биотехнологии. Это культура пыльников или микроспор (Nichterlein К. et.al., 1991; Tejklova Е., 1996; Poliakov А.,1995) и эм-бриокультура при межвидовой и внутривидо-вой гибридизации (Poliakov A. at.al., 1995; Поляков А.В., Егорова Е.Г., 1996), культура протопластов (Baracat М„ Cocking Е., 1985), сомаклональная вариабельность (Marshal, Courduries et.al.,1991) и клеточная селекция (McHughen А., Swarts М.А., 1984), а также генная инженерия (Drapper J., Scott R., Armitage P., 1988; Mlynarova L, Pretova E., 1993).
Благодаря генной инженерии стало возможным вводить чужеродные ДНК в растительные клетки и в сравнительно короткие сроки целенаправленно создавать трансгенные растения с принципиально новыми признаками: устойчивость к болезням, вредителям и гербицидам (Шевелуха В.С.,1992; Скрябин К.Г., 1995). Успешно проведены работы по созданию модельных трансгенных растений подсолнечника, зерновых, люцерны, сахарной свеклы, картофеля и др. (Гапоненко А. и др., 1991; Левенко Б.А. и др., 1991; Денейко .В. и др., 1991; Илюбаев СУ. и др., 1991; Корниенко О.В. и др., 1991; Сидоров В.А., 1991; Кучук Н.В., 1991; Картель Н.А. и др., 1991). Созданы растения табака, устойчивые к вирусам (Ривкин М.И. и др., 1991). Ведется целенаправленный перенос в клетки картофеля четырех генов устойчивости: к колорадскому жуку, вирусам, бактериозам и грибной инфекции (Шевелуха B.C., 1992) '.
Получены трансгенные гербицидоустойчивые растения сои, сахарной свеклы, гороха, фасоли, табака (Левенко Б.А., Марьгашкин В.Ф., Стехин И.Н., 1991; Левенко Б.А., Богомолова Н.М. и др., 1991; Кучук Н.В. и др., 1991; Падегимас Л.С. и др.,1991; Скрябин К.Г., 1995; Пастернак Е.Ю. и др., 1991).
На основе генетической трансформации получены трансгенные растения масличного льна, устойчивые к канамицину (Drapper J., 1988; McHughen A., Jordan М., 1989; Mynarova ., Pretova A., 1993). Созданы формы, устойчивые к хлорсульфурону (Jordan М.С., 1987;
-2-McHughen A., 1989; 1991; 1992) и глифосату (Jordan M.C., 1987; McHughen A.,1991), которые в полевых испытаниях проявили высокую устойчивость, а на обычном фоне не уступали исходным сортам масличного льна по урожаю семян. Однако, на льне-долгунце подобные работы не известны. Наши исследования показали, что отличительной особенностью льна-долгунца от масличного льна в условиях in vitro, является его пониженная морфогенетическая активность. В сязи с этим, необходима адаптация метода трансформации применительно ко льну-долгунцу.
Цель исследований. Интенсификация селекционного процесса льна-долгунца на осове создания трансгенных форм и оптимизация условий трансформации с помощью A. tumefaciens на примере передачи генов устойчивости к канамицину (NPT-II) и хлорсульфурону (ALS).
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи :
оптимизировать условия получения трансгенных растений с помощью Agrobacterium tumefaciens применительно ко льну-долгунцу; получить трансгенные растения льна-долгунца;
разаботать методику оценки трансгенных растений льна-долгунца на примере устойчивости к канамицину и хлорсульфурону;
изучить устойчивость форм льна, полученных на основе скрещиваний обычных сортов льна-долгунца с трансгенными формами масличного льна, выделить источники герби\ідоустойчивости для селекционной практики;
изучить трансгенные гербицидоустойчивые формы льна-долгунца, по основным хозяйственно-ценным признакам.
Научная новизна и практическая ценность исследований. Впервые созданы трансгенные формы льна-долгунца с повышенной устойчивостью к канамицину и гербицидам группы хлорсульфурона, не уступающие по продуктивности исходным родительским сортам льна-долгунца, которые могут быть использованы в селекции в качестве геноисточиков устойчивости. Оптимизированы условия и установлена возможность генетической трансформации льна-долгунца A. tumefaciens на примере введения маркерного гена МРТ-П,'придающего растениям устойчивость к канамицину, что позволит получать трансгенные растения льна-долгунца. Разработана методика оценки на устойчивость к канамицину в культуре ткани и на проростках, а также к хлорсульфурону на проростках и вегетиру'ющих растениях, позволяющя значительно повысить эффективность селекционного процесса при отборе устойчивых форм льна-долгунца.
Апробация результатов диссертации. Основные результаты докладывались на заседании кафедры биотехнологии ТСХА, на III Всесогаз
-3-ном симпозиуме " Новые методы биотехнологии растений " (г.Пущино, 1995), Всероссийском съезде по защите растений " Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность" (Санкт-Петербург, 1995).
Публикации. Основные материалы и результаты диссертации изложены в б печатных работах, 3 статьи находятся в печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части (4 главы), общих выводов, предложений производству, списка использованной литературы, включающего 185 наименований, в том числе 65 иностранных авторов. Работа изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы, 25 рисунков и 11 приложений.
