Сомаклональная изменчивость растений и возможности ее практического использования : На примере кукурузы

• Автор: Долгих, Юлия Ивановна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 385 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава I. Сомаклональная изменчивость кукурузы.

Обзор литературы.

Изменчивость морфологических признаков.

Изменчивость биохимических и физиологических признаков 1

Вариации числа и структуры хромосом.

Изменения, выявляемые на уровне ДОК.

Активация в культуре i vi мобильных генетических

элементов.

Вариабельность митохондриального и хлоропластного

Геномов.
Причины и механизмы сомаклональной изменчивости
Заключение
Материал и методы.
Результаты и обсуждение.
Аномалии развития растенийрсгенсрантов.
Вариабельность морфологических признаков
Сомаклональные вариации после кратковременного
культивирования
Влияние длительного культивирования на изменчивость
морфологических признаков
Изменчивость физиологических признаков
Гибридологический анализ сомаклональных вариаций.
Хромосомная изменчивость
Изменчивость молекулярных маркеров.
Вариации в спектрах изоформ эстеразы и пероксидазы
Анализ структуры ДНК
Заключение
Глава 2. Регуляция морфогенеза в культуре тканей куккурузы.
Обзор литературы.
Характеристика каллусных тканей кгкурузы.
Зависимость морфогенетического потенциала от вида
Зависимость морфогенетического потенциала от генотипа.
Роль физиологических факторов в регуляции морфогенеза.
Электростимуляция морфогенеза.
Заключение.
Материал и методы
Результаты и обсуждение9
Образование эмбриогенного каллуса
Влияние генотипа на частоту образования эмбриогенного
каллуса.
Влияние эпигенетического и физиологического состояния
экспланта.
Влияние компонентов питательной среды.
Гормональный баланс в компетентных и некомпетентных к
морфогенезу тканях
Регуляция регенерации растений из эмбриогенного каллуса. 5 Внутрилинейный полиморфизм по количеству
регенерированных растений.
Влияние компонентов питательной среды на регенерацию
растений
Стимуляция регенерации растений под действием
антибиотика цефотаксима.
Влияние электрического тока на регенерацию растений
Заключение
Глава 3. Использование сомаклональной изменчивости для получения
растений, толерантных к абиотическим стрессам
Обзор литературы.
Изменчивость агрономических признаков у растений,
регенерированных из культивируемых тканей.
Получение растений, толерантных к биотическим и
абиотическим стрессам методом клеточной селекции
Применение сомаклональной изменчивости и клеточной
селекции для создания ценных форм кукурузы.
Материал и методы
Результаты и обсуждение
Уровень изменчивости по устойчивости к абиотическим
стрессам среди сомаклонов А8 .
Выбор селективного фактора
Разработка методики отбора устойчивых клеток
Физиологобиохимическая характеристика солеустойчивого
клеточного клона
Характеристика растений, полученных путем клеточной
селекции на среде с ЫаС1
Реакция на засуху растений, полученных из клеточных
клонов, устойчивых к ПЭГ
Заключение
Литература


Рестрикционный анализ мтДНК выявил отличия от исходных растений не только у цсм форм, но и у фертильных регенерантов i . Появление цитоплазматической мужской стерильности после культивирования тканей i vi описано также для сорго i . С помощью блотгибридизации нескольких разных митохондриальных генов с рестрицированной мтДНК из растенийрегенсрантов тритикале также были выявлены отличия от исходных растений, которые авторы объясняют процессами рекомбинации и селективной амплификации последовательностей мтДНК i . i . Хлоропластный геном представлен одной большой кольцевой молекулой ДНК и значительно более стабилен в культуре i vi. ДНК , , , i, , . , ii, . Неоднородный эксплант при культивировании i vi формирует гетерогенную популяцию, из которой, в свою очередь, могут быть получены растения, отличающиеся от исходных. Поэтому особенно высока частота сомаклоналытых вариантов среди растенийрегенерантов вегетативно размножаемых культур сахарного тростника и картофеля , i, . Установлено, что характера кариологических изменений культивируемых клеток зависит от генотипа Гостимский, . Например, при сравнении каллусных культур, полученных из молодых листев и зародышей трех сортов ячменя, обнаружено существенное влияние на состав клеточной популяции вида экспланта. Хотя диплоидные клетки преобладали во всех случаях, в листовом каллусе, в отличие от зародышевого, их доля сократилась до . Для растений характерно наличие полиплоидных клеток почти во всех типах соматических тканей. Чисто диплоидными являются обычно только меристемы Соловьян и др. В зависимости от числа хромосом в клетках экспланта в условиях i vi формируется популяция той или иной, кариологичсской структуры. . У диплоидных видов с небольшим числом хромосом на ранних этапах культивирования происходит полиплоидизация. Следующей стадией реорганизации генома таких видов является возниковение различных модификаций хромосом. Среди них делении, инверсии, дупликации, а также внутри и межхромосомные обмены отдельными фрагментами хромосом. В результате могут накапливаться клетки, кариотипы. Так в исходно диплоидной суспензии клеток ii с периодом субкультивирования 4 суток через два месяца роста тетраплоидные клетки составили популяции. По прошествии же пяти месяцев с момента инициации данной линии клеток характеризовалось гипердиплоидным кариотипом с числом хромосом 2п6. Исследование методом дифференциального окрашивания показало, что каждая из шести хромосом возникла в результате одной или нескольких аберраций , , . Сходная картина наблюдалась и для каллусной культуры i ii Губарь, Кунах, . Для полиплоидных видов основной тенденцией, повидимому, является потеря части хромосом в процессе длительного культивирования . i , . Вместе с тем отличающиеся от родителей сомаклоны появляются при использовании в качестве эксплантов одиночных клеток или протопластов , i, , доля измененных регенерантов возрастает с увеличением продолжительности культивирования . , . Таким образом, экспериментальный материал показывает, что большая часть еомаклональных вариаций возникает именно во время культивирования клеток i vi. Значит, причины и механизмы сомаклональной изменчивости нужно искать в процессах, происходящих в клетках при введении в культуру, культивировании i vi и вторичной дифференцировке при регенерации растений. Согласно гипотезе Демарли , , клетка, существующая в организме или в культуре i vi, подвергается действию целой сети регулирующих факторов гормональных, трофических, физических, воспринимает сигналы от соседних клеток. В то же время клетка сама, функционируя, активно влияет на окружающую среду. Клетка, введенная в культуру i vi, лишается регулирующих сигналов со стороны целого организма и подвергается действию компонентов питательной среды и условий культивирования.