Введение к работе
Актуальность теш. Важнейшей задачей генетики и селекции является поиск таких путей генетической регуляции онтогенеза растений, которые позволяют изменить уровень экспрессии генома в целом. Одним из таких путей является создание гибридов аллоцитоплэзматической пшеницы, сочетащих ядерный геном пше-няцы мягкой с цитоплазмой некоторых видов дакорасту&нх злаков Сэгилопсы), а также некоторых видов ржи и пшеницы. Известно, что генетическая система цитоплазмы играет значительную роль в детерминации свойства устойчивости растений и обусловливает уровень адаптивной реакции на менящиеся условия среды. В то же время хромосомные и цатоплазматические детерминанты представляют собой комплементарные генетические системы клетки, тесно взаимодействувдие между собой и со средой обитания. Характер этого взаимодействия определяет внутреннюю организацию и динамику процессов жизнедеятельности. В связи с этим гибриды аллоцитоплазматической пшеницы с различными типами цитоплазмы представаяют, с одной стороны, удобную модель для изучения сложных процессов регулирования экспрессии генома растений, с другой - имеют важное селекционное значение как доноры хозяйственно ценных признаков, обусловленных ядерно-цитоплаз-матическим взаимодействием.
Настоящая работа осуществлена в рамках Федеральной целевой Программы "Интеграция" (раздел "Исследование механизма адаптации важнейших сельскохозяйственных культур к действию экстремальных абиотических факторов различной физиологической природы с целью идентификации молекулярных и биохимических критериев стресс-толерантности") этап 4,0 и 4,1 (оценка селекционного материала и получение гибридов яровой пшеницы Fj).
Цель и задачи исследования.. Главная цель исследований заключалась в комплексной биологической оценке реципрокныж гибридов различных поколений,'в т.ч. Fj, полученных с участием форм аллоцитоплазматической пшеницы на нескольких типах чужеродной цигоплазш и сортов яровой пшницы различного эколого-г з ог расчес кого происхождения. Особое внимание было уделено изучению влияния чужеродной цитоплазмы на устойчивость к патогенам.
Возможность таких исследовании появилась о созданием самофертильных гибридов аллоцитопдазматической пшеницы с различным тилом цитоплазмы, которые представляют удобную модель для изучения:$еш>типкческого проявления ядерно-цитоплазмати-ческих взаимодействий. В литературе приведены довольно многочисленные факты-детерминирования биологических свойств растений в результате взаимодействия плазматических и хромосомных наследственных Закторов, однако сведений о детерминировании устоячивооти растений к патогенам и возможности использования этого свойства в селекции явно недостаточно. В связи о этим . конкретными задачами исследований являлись:
-
Сравнительное изучение реципрокннх гибридов аллоциго-плазматической пшеницы различных.поколений, а также их родительских компонентов по устойчивости их к наиболее распространенным болезням.
-
Изучить особенности развития редапрокных гибридов,, , вазличащихся типом чужеродной цитоплазмы, а также особенности формирования у них элементов продуктивности.
-
Изучить уровень ядерно-питоллазматического. гетерозиса у гибридов первого поколения, полученных с участием. аллоыдто-плазматических форм, использованных в качестве доноров чужеродной цитоплазмы различного типа.
-
Изучение видового состава фитопатогенов путем фитопа-тологической экспертизы семян гибридов пшеницы.
-
Выявить наиболее ценные гибридные комбинации, отличающиеся комплексом хозяйственно ценных признаков и пригодные для использования в качестве доноров этих признаков,.в.том числе по устойчивости к патогенам.
Научная новизка иссделораний. Показана возможность регу
лирования экспрессии генома путей изменения характера ядерно-
цитоплазматических взаимодействий, что наблюдается у гибридов
аллоцитоплазматической пшеницы tfatsfiiH/m 4. с различным типом
цитоплазмы. Генетическая система, ядерно-цитоплазматических
взаимодействий обусловила явление гетерозисного эффекта у гиб
ридов первого поколения по таюал ваїзшм показателям как про
дуктивность колоса и растений,, а также крупность зерновок.
Кроме того, эта система детерминировала устойчивость гибридных
растений к распространенным болезням,, которая в отдельны* ком
бинациях сохраняется в более поздних (6-7-е) поколениях.
2 '.---..
Практическая значимость работы. Установлен специфический эффект типа чужеродной цитоплазмы в детерминировании ценных признаков у яровых гибридов аллоцитоплазматической пшеницы, что имеет важное методическое значение, поскольку обеспечивает более целенаправленную селекцию новых сортов.
В результате испытания гибридов аллоцитопдазштячесжой пшеницы T^es^/p-e/jfb^ различными типами цитоплазмы выделены наиболее перспективные по продуктивности и устойчивости к патогенам комбинации, представлящие селекционный интерес как доноры признаков,. обусловленных ядерно-цитоплазиатическим взаимодействием.
Апробация работы. Основные материалы диссертации были неоднократно доложены на заседаниях кафедры генетики и селекции и на научных конференциях профессорско-преподавательского состава сельскохозяйственного факультета РУДН (1393-1996 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано три работы..
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, практических рекомендаций, списка цитированной литературы и приложения.