Введение к работе
Актуальность темы. Для создания экологически приспособленных сортов тритикале первостепенное значение имеет использование генетически разнообразного исходного материала, и в первую очередь, местного генофонда сортов пшеницы и ржи новейшей селекции. Первичные тритикале, или пшенично-ржаные амфидиплоиды играют важную роль в селекции сортов с высоким адаптивным потенциалом. Однако их селекционное использование ограничено пониженной фертильностью, обусловленной цитологической нестабильностью мейоза в материнских клетках пыльцы (МКП). В связи с этим перспективным является разработка и применение методов, повышающих цтогенетическую стабильность первичных тритикале и ускоряющих селекционный процесс.
Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось расширение генофонда гексаплоидных тритикале, адаптированных к условиям Нижнего Поволжья, на основе комплексного использования методов клеточной биотехнологии, цитогенетики и традиционной селекции.
Дм достижения цели были поставлены следующие задачи: .
оптимизировать методику получения гаплоидов тритикале в культуре пыльников;
получить удвоенные гаплоиды из пшенично-ржаных амфидиплоидов ранних поколений;
изучить процесс мейоза в материнских клетках пыльцы (МКП) у первичных тритикале и DH-линий (потомств диплоидизированных гаплоидов)
оценить полученные DH-линии по селекционно-значимым признакам. Основные положения, выносимые на защиту:
- патогенетическая стабилизация первичных тритикале с помощью технологии
. культивирования пыльников in vitro;
оптимизация методики культивирования пыльников тритикале путем предобработок донорных растений и включения мальтозы в состав индукционной питательной среды;
новые перспективные линии гексаплоидной озимой тритикале, их биологические и хозяйственные особенности.
Научная новизна работы. Выявлена роль метода культуры пыльников в цитогенетической стабилизации первичных тритикале. Оптимизирован состав индукционной питательной среды для культивирования пыльников на основе включения мальтозы в качестве источника углеводов, повышающий частоту регенерации зеленых растений - важной проблемы гаплоидной клеточной биотехнологии злаков. Цитологически доказано, что обработка колосьев донорных растений пониженными положительньши температурами не является обязательным приемом для индукции спорофитного развития микроспор.
В культуре пыльников получены гомозиготные линии, рекомендованные для использования в селекционном процессе.
Практическая ценность работы. В культуре пыльников получены гомозиготные линии с большей цитогенетической стабильностью по сравнению с исходными гибридными популяциями. Выделены и включены в селекционный процесс линии, обладающие комплексом хозяйственно-полезных признаков. Оптимизирована методика получения гаплоидных растений тритикале в культуре пыльников.
Личный вклад соискателя. Планирование и проведение полевых и лабораторных экспериментов по культивированию пыльников и цитогенетическому анализу первичных тритикале и DH-линий, анализ и обобщение результатов, проведены лично соискателем. Биохимические исследования спектра запасных белков и перевариваемости белка у тритикале проведены с.н.с. лаб. клеточной селекции Итальянской Ю.В. Молекулярно-цитогенетический анализ тритикале на основе использования молекулярных маркеров и геномной in situ гибридизации (GISH-метод геномного анализа) проведен в центре Молекулярной биотехнологии РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева с.н.с. Дивашуком М.Г. и Крупиным П.Ю. (руководитель центра -д.б.н. Карлов Г.И.). Хлебопекарная оценка сделана в лаборатории качества зерна ГНУ НИИСХ Юго-Востока. Анализ и обобщение полученного материала проведены самостоятельно.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на следующих научно-практических конференциях и совещаниях: международных - «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007), «Геном растений» (Одесса, 2008), «Вавиловские чтения-2008», посвященные 95-летию Саратовского госагроуниверситета (Саратов, 2008); Всероссийских - «Вавиловские чтения-2006», посвященные 119 годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2006), а также на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы (Саратов, 2006,2007).
Диссертация обсуждена и одобрена на расширенном заседании лаборатории клеточной селекции ГНУ НИИСХ Юго-Востока 6 апреля 2009 года.
Публикации. По результатам исследования опубликовано 11 работ, в том числе 1 - в рекомендуемых ВАК РФ изданиях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы, включающего 216 источников, в т.ч. 116 на иностранных языках. Работа изложена на 143 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 18 рисунками, 33 таблицами.
