Реакции клеточных систем зерновых культур in vitro и биотестирование селекционного материала на устойчивость к неблагоприятным абиотическим факторам среды

• Автор: Россеев, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 82 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Метод культуры клеток и тканей in vitro и некоторые аспекты использования его в селекции растений (аналитический обзор)

2 Материал и методика исследований

3 Реакции клеточных систем при культивировании in vitro

(каллусо- и морфогенез)

3.1 Изучение реакций клеточных систем

на каллусогенной среде

3.2 Получение растений - регенерантов

4 Изменчивость растений-регенерантов

и их потомства
4.1 Изменчивость растений-регенерантов по
продуктивности и ее элементам
4.2 Изучение потомства растений-регенерантов
5 Биотестирование и отбор in vitro зерновых культур (пшеницы, ячменя и овса) на устойчивость(толерантность) к неблагоприятным абиотическим факторам среды, в част ности
засухе
5.1 Связь реакций клеточных систем на каллусогенной
среде с устойчивостью (толерантностью) растений к неблагоприятным абиотическим факторам среды, в частности засухе
5.2 Селекционные образцы пшеницы ячменя и овса,
характеризующиеся повышенной устойчивостью к неблагоприятным абиотическим факторам среды
5.3 Анализ связи реакций клеточных систем на каллусогенной среде с устойчивостью
(толерантностью) растений к неблагоприятным
факторам среды
5.4 Биотесгирование и отбор in vitro как элементы
селекционного процесса
Заключение
Выводы
Рекомендации
Библиографический список
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Разработка новых, более совершенных способов получения, оценки и отбора растений, в частности на основе достижений физиологии, генетики и биотехнологии, является одним из условий повышения эффективности селекции.
Успех при использовании метода культуры клеток и тканей в селекционном процессе во многом определяется дальнейшим познанием морфогенетических реакций клеточных систем при культивировании in vitro и возможностью более эффективно управлять процессами морфогенеза. Исследования по этим проблемам являются базовыми для последующих работ.
Как показывают результаты опытов, для получения форм с новыми хозяйственно-ценными свойствами возможно использование сомаклональной изменчивости, которая генерируется в культуре соматических клеток in vitro. Однако для более объективной оценки значимости сомаклональной изменчивости в селекции необходимы дополнительные исследования.
В настоящее время существует множество способов оценки растений на устойчивость к различным неблагоприятным факторам среды, в том числе и засухе. Однако известные методы или требуют больших затрат времени и средств, или недостаточно точны. Имеются работы, в которых для оценки и отбора форм на устойчивость используются культуры клеток и тканей на селективных средах. Но при этом устойчивость клеток и тканей in vitro и устойчивость растений в полевых условиях могут быть

обусловлены разными механизмами, вследствие чего оценки и отборы на основе прямого переноса результатов по устойчивости клеток и тканей на устойчивость целых растений недостаточно эффективны, поэтому необходимы новые подходы для решения датой проблемы.
Цель работы - разработка способа биотестирования in vitro селекционного материала зерновых культур на устойчивость к неблагоприятным абиотическим факторам среды, в частности засухе, и выделение форм с повышенной устойчивостью.
Задачи исследований:
1)изучение процессов каллусо- и органогенеза у зерновых при культивировании in vitro и получение каллусных культур с высокой регенерационной способностью;
2)изучение изменчивости у растений-регенерантов и их потомства, анализ сомаклональной изменчивости;
3)исследование связи реакций клеточных систем in vitro с устойчивостью (толерантностью) растений к неблагоприятным абиотическим факторам среды, в частности засухе;
4) биотестирование in vitro селекционного материала зерновых культур (пшеницы, ячменя и овса) для выделения форм с повышенной устойчивостью.
Научная новизна работы. В результате проведенных исследований установлена связь между реакциями клеточных систем при культивировании in vitro и устойчивостью (толерантностью) растений к неблагоприятным факторам среды. Обоснование сущности этой связи заключается в том, что сохранение клеточными системами высокой регенерационной способности in vitro на среде, подавляющей эту способность, показывает надежность морфогенетических механизмов, а потеря этой способности указывает на слабую защищенность их;
Изъявляется доля культур (культуральных пробирок) с зелеными проростками через 30 - 35 дней культивирования эксплантатов. Показателями устойчивости (толерантности) образца в целом за период развития являются доля культур, содержащих каллусы с высокой регенерационной способностью (it), и доля культур с регенератами (i2). Значения этих показателей определяются через 80-90 дней культивирования эксплантатов. При этом эмпирическим путем установлен такой режим биотестирования, при котором наблюдается следующая зависимость: устойчивость повышенная или высокая, если ii+ i2>0,50; устойчивость высокая, если i2>0,50. Если у образцов i|+ i2 равны, то устойчивость выше у того образца, у которого больше i2.
Наличие связи между реакциями клеточных систем in vitro и устойчивостью растений к неблагоприятным абиотическим факторам подтверждается при анализе результатов биотестирования сортов in vitro и данных урожайности этих сортов в засушливых условиях (табл. 8). Значение коэффициента корреляции между ними равно 0,8.