Цитологическое и морфобиологическое исследование тетраплоидной кукурузы для ее возможного селекционного улучшения

• Автор: Хатефов, Эдуард Балилович
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Краснодар

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1 Л. Роль полиплоидии в эволюции и селекции сельскохозяйственных культур

1.2.Ботаническая характеристика, систематическое положение и сельскохозяйственное использование кукурузы

1.3. Аллополиплоидия

1.4. Автополиплоидия

1.5.Проблема плодовитости полиплоидной кукурузы.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

2.1 .Почвенно-климатические условия места проведения опытов

2.2.Исходный материал (генеалогия)
2.3.Методики проведения опытов
ГЛАВА 3.СТРУКТУРА РАСТЕНИЯ ТЕТРАПЛОИДНОЙ КУКУРУЗЫ
3.1 .Структура вегетативных органов
3.2.Структура генеративных органов
3.3.Структура репродуктивных органов
ГЛАВА 4.ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ЕГО СВЯЗЬ С ПЛОДОВИТОСТЬЮ ТЕТРАПЛОИДНОЙ КУКУРУЗЫ

ГЛАВА 5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕТРАПЛОИДНОЙ КУКУРУЗЫ
5.1.Роль фотосинтеза в реализации генетического потенциала продуктивности
5.2.Реализация генетического потенциала продуктивности у тетраплоидной кукурузы
ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВУ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Кукуруза является третьим по экономическому значению хлебным злаком в мировом производстве зерна, в чем не маловажную роль сыграло ее постоянное селекционно-генетическое улучшение. Основным селекционным методом улучшения кукурузы, за последние несколько десятилетий, является использование гетерозиса.
Наличие более двух аллелей в одном локусе у полиплоидов значительно расширяет возможности как внутрилокусных, так и межлокусных взаимодействий, что может привести к максимализации гетерогенности и увеличению гетерозиса, поэтому невозможно преувеличить значение селекционно-генетического изучения тетраплоидных форм кукурузы. Практическому использованию тетраплоидных форм кукурузы, как и большинству "сырых" полиплоидов мешает их несколько пониженная семенная плодовитость.
Классическая концепция о причинах понижения семенной плодовитости основана на данных цитологии мейоза у автополиплоидов, который показал мультивалентную ассоциацию гомологичных хромосом. В результате этого в мейозе у автополиплоидов, возникают гаметы с несбалансированным набором хромосом.
Определение удельного веса цитогенетических и физиологических причин в снижении семенной плодовитости полиплоидов, а так же разработка эффективных методов ее повышения продолжает оставаться одной из важных задач генетико-селекционных исследований. Накопленный научно-статистический материал, по изучению причин снижения семенной плодовитости у автополиплоидов, позволил выделить несколько направлений, принятых исследователями в решении этих задач: 1) Проведение отбора и дальнейшая селекционная проработка индивидуумов с высокой плодовитостью и фертильностью в каждой генерации.

распределению, в том случае, если они различаются по наличию или отсутствию гетерохроматиновых узелков. На прямую связь предпочтительной конъюгации хромосомсом с гетерозиготностью генома указывают результаты скрещивания тетраплоидной кукурузы с последующим изучением депрессирующего действия инбридинга [84]. В этом опыте подсчет хромосомных чисел в корешках проростков зерен и вегетирующих растений показал, что в зернах слабоозерненых початков всегда содержится некратное число хромосом. Часто зерна одного и того же самоопыленного початка содержат неодинаковое число хромосом, изменчивость которого составляет от 30 до 42. Растения анеуплоиды обычно были деформированы. Позже было установлено, что инбридинг обуславливает повышенную частоту образования квадривалентов в мейозе, при одновременном повышении величины изменчивости числа хромосомных ассоциаций. При этом процессы конъюгации хромосом в мейозе у гибридов существенно отличается от таковой у инбредных линий изменением частоты хромосомных ассоциаций, которая возрастает до 16-18 против 10 у инбредных растений тетраплоидной кукурузы [84]. Результаты опытов показали, что плодовитость ранних генераций гибридных популяций была выше, чем у лучшего родителя и сохранялась на протяжении от Р5 до Рю генераций. Однако авторы отметили неэффективность отбора в отношении увеличения плодовитости.
Результаты этих работ позволяют думать о наличии в клетках некоторых механизмов "узнавания" и предпочтительного конъюгирования хромосом. Но сам источник вызывающий эти процессы остается не вполне ясным. Вполне вероятно, что расхождение и узнавание хромосом в диакинезе может контролироваться группой генов или несколькими хромосомами [198, 204, 205. 186], которые подавляются при инбридинге и активизируются при гетерозиготности геномов. Возможно, эти геномы могут влиять на гомологию хромосом. Следовательно, можно добиться перевода на бивалентный тип конъюгации хромосом путем переведения