Клеточная селекция растений на устойчивость к грибным болезням

• Автор: Калашникова, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 279 с. : ил.

Оглавление.
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Достижения и проблемы традиционной селекции растений применительно к изучаемым объектам

1.2. Биотехнология центральное звено современной науки

1.3. Селекция растений i vi.

1.4. Генетические, эпигенетические и морфофизиологические изменения клеток при селекции i vi

1.5. Клеточной селекции растений на устойчивость к болезням

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 .Объекты исследований.

2.1.1 .Культура клеток и ткани яровой пшеницы

2.1.2.Культура клеток и ткани моркови
2.1.3.Культура клеток и ткани картофеля
2.2. Методы исследований
2.2.1. Получение фитотоксичных экзометаболитов из грибов i , i ii, ii i
2.2.2.Схемы клеточной и тканевой селекция изучаемых растений
а Пшеница ii iv
б Морковь
в Картофель
2.2.3.Биохимические и молекулярные методы исследований каллусных, суспензионных культур и растенийрегенерантов
а Определение суммы растворимых фенольных соединений
в каллусных культурах и растенияхрегснерантах.
б Определение содержания гормонов в каллусных и
суспензионных культурах и растенияхрегенерантах
в анализ каллусной ткани и растенийрегенерантов
2.2.4.Статистическая обработка результатов исследований
ГЛАВА 3. КАЛЛУСОГЕНЕЗ И МОРФОГЕНЕЗ В КУЛЬТУРЕ i vi
3.1. Пшеница.
3.1.1 .Особенности каллусогенеза и морфогенеза различных генотипов
3.1.2.Каллусогенез и морфогенез различных первичных оксидантов.
3.1.3. Суспензионная культура
3.1.4. Влияние биологически активных веществ и других факторов на морфогенетический потенциал интактных
растений и в культуре i vi
3.1.5. Способы получения растенийрегенерантов и их адаптация к почвенным условиям I
3.2. Морковь.
3.2.1 .Особенности каллусогенеза различных генотипов и первичных эксплантов
3.2.2. Рост и развитие суспензионных культур различных генотипов.
3.2.3.Технология получения и адаптации растенийрегенерантов к почвенным условиям.
3.3. Картофель
3.3.1.Особенности каллусогенеза и морфогенеза различных
генотипов и эксплантов
3.3.2.Особенности роста суспензионных культур различных генотипов
3.4. Заключение и выводы
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ КУЛЬТУРАЛЬНОГО ФИЛЬТРАТА ПАТОГЕННЫХ ГРИБОВ И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО ДЕЙСТВИЯ НА
ИНТАКТНЫЕ РАСТЕНИЯ И В КУЛЬТУРЕ i vi.
4.1. Влияние гриба i и его экзометаболитов
на семена и зародыши пшеницы
4.1.1.Токсичность гриба на изолированных
зародышах
4.1.2. Получение культурального фильтрата гриба .
4.1.3. Влияние экзометаболитов гриба . на семена и изолированные зародыши.
4.2. Влияние экзометаболитов гриба i iii на прорастание семян и рост суспензионной культуры
моркови.
4.2.1.Получение культурального фильтрата гриба
. сна.
4.2.2.Особенности прорастания семян моркови на культуральном фильтрате гриба . ii, полученном
разными способами.
4.2.3.Особенности роста суспензионных культур моркови
на культуральном фильтрате гриба . ii.
4.3. Влияние экзометаболитов гриба ii i на рост растений картофеля i vi на каллусные и суспензионные культуры.
4.3 Получение культурального фильтрата гриба . i
4.3.2. Влияние культурального фильтрата гриба . i на рост пробирочных растений.
4.3.3. Влияние культурального фильтрата гриба i на
рост каллусной ткани
4.3.4. Влияние культурального фильтрата гриба . i на
рост суспензионной культуры.
4.4. Заключение и выводы.
ГЛАВА 5. КЛЕТОЧНАЯ И ТКАНЕВАЯ СЕЛЕКЦИЯ ПШЕНИЦЫ, МОРКОВИ И КАРТОФЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕЛЕКТИВНЫХ СРЕД НА
УСТОЙЧИВОСТЬ К ГРИБНЫМ ПАТОГЕНАМ .
5.1. Тканевая селекция пшеницы на устойчивость к патогену i .
5.1.1. Влияние экзометаболитов гриба . на формирование каллусной ткани из незрелых зародышей различных генотипов.
5.1.2. Влияние экзометаболитов гриба . на рост каллусной ткани.
5.1.3. Влияние экзомегаболитов гриба . на рост суспензионной культуры
5.1.4. Селекция пшеницы i vi на устойчивость к действию экзометаболитов гриба .
5Л .5. Получение растенийрегенерантов устойчивых к .

5.2. Клеточная селекция моркови на устойчивость к патогену i ii
5.2.1. Влияние экзометаболитов гриба . ii на рост суспензионной культуры и клеточная селекция .
5.2.2. Получение растенийрегенерантов устойчивых к
. ii.
5.3. Тканевая и клеточная селекция картофеля на
устойчивость к патогену ii i
5.3.1. Тканевая селекция картофеля на устойчивость к
щ . i
5.3.2. Клеточная селекция картофеля на устойчивость к
i.
5.4. Заключение и выводы.
ГЛАВА 6. УЧАСТИЕ ФИТОГОРМОНОВ В КЛЕТОЧНОЙ СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К
II ЭКЗОМЕТАБОЛИТАМ АТОГЕ1II1ЫХ ГРИБОВ.
6.1.Селективные условия и гормональный баланс клеток суспензионной культуры и растенийрегенерантов моркови
6.2.Селективные условия и гормональный баланс клеток суспензионной культуры картофеля.
6.3. Заключение и выводы
ГЛАВА 7. УЧАСТИЕ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В
АДАПТАЦИИ КЛЕТОЧНЫХ КУЛЬТУР i vi К ДЕЙСТВИЮ ЭКЗОМЕТАБОЛИТОВ ПАТОГЕННЫХ ГРИБОВ
7.1.Влияние экзометаболитов гриба i ii на
образование фенольных соединений в суспензионных культурах
ф и растенияхрегенерантах различных генотипов моркови
7.2.Влияние экзометаболитов гриба ii i на
образование фенольных соединений в суспензионных культурах различных генотипов картофеля
7.3. Заключение и выводы.
ГЛАВА 8. АНАЛИЗ ДНК КАЛЛУСПЫХ КУЛЬТУР И
РАСТЕНИЙРЕГЕНЕРАНТОВ ПШЕНИЦЫ, ПОЛУЧЕННЫХ
МЕТОДАМИ КЛЕТОЧНОЙ СЕЛЕКЦИИ
8.1. ДНК полиморфизм каллусной ткани пшеницы,
культивируемой на селективных и опытных средах.
8.2. ИАРП анализ растенийрегенерантов пшеницы, полученных
методами клеточной селекции
8.3. Заключение и выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При этом в качестве селективных факторов используют аномальные аналоги незаменимых аминокислот или сами эти аминокислоты в повышенных концентрациях Бутенко, . Каллусная ткань представляет собой легко доступный материал, который наиболее часто используют для клеточной селекции. Как правило, работу проводят на первичной или пересадочной каллусной ткани, которая не утрачивает способность к регенерации на протяжении ряда субкультивирований. Однако при работе с каллусными культурами многие исследователи отмечают существенные недостатки данного объекта медленный рост ткани, неравноценное для всех клеток действие токсических веществ, которые применяются в качестве селективного фактора, а также потеря регенерационной способности в процессе их культивирования i vi. Несомненно, проводить селекцию целесообразно на уровне одиночных клеток суспензионная культура, протопласты. Поэтому, несмотря на перечисленные выше недостатки использования каллусных культур, этот способ селекции i vi остается для некоторых растений пока единственным. Получение стабильно устойчивых линий процесс длительный. Как правило, селекция начинается с получения достаточного количества каллусной массы из изолированных растительных эксплантов, использующейся в дальнейшем для определения концентрации селективного фактора построение дозовой кривой, при которой наблюдается одновременно рост каллусной ткани , и в то же время часть каллусных колоний погибает . Выбранная концентрация селективного фактора признается оптимальной и используется в дальнейших экспериментах. Так как первично полученные на средах с селективным фактором колонии клеток могли возникнуть вследствие физиологической адаптации или определенного состояния дифференцировки клеток и не быть генетически устойчивыми, то в течение последующих субкультивирований на селективной среде проявляется стабильность устойчивости полученных клонов. Затем их переносят на среду без селективного фактора и субкультивируют еще пассажа. И только после повторного возвращения в селективные условия отбирают стабильные клоны, из которых получают растениярегснеранты Бутенко, . Однако исследования показали, что устойчивость клетки и растения к исследуемому селективному фактору может совпадать и не совпадать. Прямая корреляция между устойчивостью растений и клеток i vi отмечена лишь для низких температур, устойчивостью к гербицидам, высоким концентрациям алюминия и других солей Хромова, , Новые сорта люцерны и амаранта селекции ВНИИ кормов . Наряду с перечисленными выше объектами каллусная, суспензионная культура, изолированные протопласты, в качестве исходного материала для селекции могут быть использованы культуры соматических или андрогенных эмбриоидов такие органогенные экспланты, как сегменты листьев или различные меристематические и стеблевые части растений, а также культура изолированных зародышей. Например, путем культивирования и селекции i vi зародышей из семян получены растения ячменя, устойчивые к аналогам аминокислот, с улучшенным содержанием белка. Для картофеля разработан эффективный метод обработки побегов и черенков мутагеном, приводивший к получению химерных мутантов хлорофиллдефектности и антибиотикоустойчивости. При культивировании пыльников яровой пшеницы сорта Саратовская и Московская на питательных средах с повышенным содержанием солей хлорида натрия получены соматические эмбриоиды, а в дальнейшем растениярегенеранты, проявившие повышенную солеустойчивость Беккужина, . Созданные методами клеточной селекции растения широко используются в селекционном процессе. Вместе с тем уже сейчас ощущается недостаток идей в области создания нетривиальных условий с целью получения растений, толерантных к засухе, высоким и пониженным температурам, болезням и вредителям. Мутагены и их применение на клеточных культурах. Известно, что мутагенез значительно повышает эффективность клеточной селекции. В настоящее время накоплены обширные экспериментальные сведения о мутагенной активности различных химических веществ, а также различных ионизирующих рентгеновское и гаммалучи и ультрафиолетового излучений.