Моделирование стресса обезвоживания в культуре изолированных тканей пшеницы и его биологические последствия

• Автор: Тучин, Святослав Викторович
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 281 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 1. ТОТИПОТЕНТНОСТЬ КЛЕТОК ПШЕНИЦЫ

ГЛАВА 2. СОМАКЛОНАЛЬНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПШЕНИЦЫ.

ГЛАВА 3. КЛЕТОЧНАЯ СЕЛЕКЦИЯ ПШЕНИЦЫ

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 4. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 5. ДОЗОВЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ИНГИБИРУЮЩЕГО ЭФФЕКТА

ФАКТОРОВ ИМИТИРУЮЩИХ СТРЕСС ОБЕЗВОЖИВАНИЯ 4

5.1. Изучение дозовых характеристик селективных факторов на проростках пшеницы. 4
5.1.1. Полиэтиленгликоль
5.1.2. Ьазетедин2карбоновая кислота
5.1.3. Абсцизовая кислота.
5.1.4. Анализ дозовых кривых селективных факторов, имитирующих стресс безвоживания
5.2. Изучение дозовых характеристик селективных факторов на каллусиых культурах пшеницы.
5.2.1. Тотипонентность клеточных культур
пшеницы поволжских эТсотипов.
5.2.2. Влияние полиэтиленгликоля на клеточные культуры пшеницы.
5.2.3. Влияние Ьазетедин2карбоновой кислоты
на клеточные культуры пшеницы
5.2.4. Влияние абсцизовой кислоты на клеточные культуры пшеницы.
ГЛАВА
3
5.2.5. Анализ дозовых кривых селективных факторов, моделирующих стресс обезвоживания в культуре изолированных клеток пшеницы.
. ВЛИЯНИЕ СТРЕССА ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НА ПОЛИМОРФНЫЕ БЕЛКОВЫЕ СИСТЕМЫ В КУЛЬТУРЕ ИЛИР0ВАНННЫХ КЛЕТОК ПШЕНИЦЫ.
6.1. Адаптация клеток пшеницы к низкому химическому потенциалу воды и конформационная лабильность макромолекул
6.2. Сомаклональная изменчивость полиморфных белковых систем, связанная с обезвоживанием изолированных клеточных культур
К ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОМАКЛОНОВ ПШЕНИЦЫ, СВЯЗАННАЯ С ОБЕЗВОЖИВАНИЕМ ИЗОЛИРОВАННЫХ КЛЕТОЧНЫХ КУЛЬТУР
7.1. Морфологические признаки
7.1.1. Окраска растения
7.1.2. Длина стебля растения.
7.1.3. Элементы продуктивности растения
7.2. Физиологические признаки
7.2.1. Устойчивость к бурой ржавчине.
7.2.2. Чувствительность сомаклонов к экзогенной гибберелловой кислоте
7.2.3 Развитие растений сомаклонов.
7.3. Качество клейковины зерна сомаклонов пшеницы .
7.4. Влияние обезвоживания каллусных культур на частоту проявления признаков в расщепляющихся поколениях сомаклонов
1. ПОЛУЧЕНИЕ СОМАКЛОНОВ ПШЕНИЦЫ, ЭКСПРЕССИРУЮЩИХ
ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ В ПОЛОВЫХ ПОКОЛЕНИЯХ
8.1. Выбор адекватной селективной схемы для отбора клеточных культур, устойчивых к стресссу обезвоживания1
8.2. Оценка засухоустойчивости сомаклонов пшеницы на вегетирующих растениях.
8.3. Изучение термодинамических параметров воды у засухоустойчивых сомаклонов пшеницы
ГЛАВА 9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОМАКЛОНОВ В СЕЛЕКЦИОННОМ
ПРОЦЕССЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Генетические изменения при этом обусловлены несколькими механизмами грубыми кариологическими нарушениями полиплоидия, анеуплоидия и т. Эти основные закономерности установлены при изучении сомаклонов различных видов растений и обобщены в ряде обзоров i, , i . Витанова с соавт. Сидоров, i . Кунах, . Наиболее выраженными нарушениями у пшеницы являются грубые изменения хромосомного аппарата полиплоидия и анеуплоидия Юркова с соавт. i . , . Указанные аномалии возникают в процессе пролиферации каллусных клеток, и при этом прослеживается четкая тенденция к возрастанию количества клеток с хромосомными нарушениями в зависимости от количества проведенных пассажей, в результате чего формируется миксоплоидная популяция клеток Юркова, Левенко, . Плоидность модального класса клеток таких тканей зависит от уровня плоидности клеток исходного генотипа пшеницы. У твердой и мягкой пшениц, имеющих более сложный геном, процесс редукции преобладал над полиплоидиэацией, вследствие чего каллусные ткани состояли в основном из анеуплоидных клеток Юркова с соавт. Возникновение полиплоидных и анеуплоидных клеток в каллусных тканях пшеницы связывают с обнаруженными нарушениями веретена деления и неравномерным расхождением хромосом. Наблюдается также повышенная конденсация хроматина в ядрах и сверхспирализация хромосом, а также изменения в поверхностной липкости хромосом . Предполагалось, что у пшеницы полиплоидные клетки могут образовываться в результате слияния ядер или слияния веретен в двух и многоядерных клетках, эндоредупликации и эндомитоза Бабаева с соазт. Федотова, . Более подробное изучение митотической активности клеток каллусных культур мягкой и твердой пшениц позволило установить наличие полиплоидных метафаз, количество которых увеличивалось с возрастом культур. При этом уровень плоидности не превышал однократного удвоения, а клетки, претерпевшие полиплоидизацию, прекращали делиться, образуя паренхиму каллуса. В клетках меристемы от центра к периферии происходила конденсация хроматина и уменьшение размеров ядрышка вплоть до его полного исчезновения, что определяется снижением синтеза рРНК, подтвержденное с помощью окрашивания клеток специфическим красителем. Указанные изменения имеют следствием нарушение функции веретена деления с расхождением хроматид без дальнейшей их поляризации в анафазе. В результате вновь образованное ядро несет двойной набор хромосом. Таким образом, полиплоидизация каллусных клеток пшеницы не связана с эндомитозом, но определяется процессом эндоредупликации хромосом Бабаева с соавт. Юркова с соавт. Отмечается, что грубые перестройки ядерного материала сопровождаются морфологическими изменениями хромосом пшеницы i, i, . С. Гупта и Р. Ахмед , , обнаружили в клетках каллусной ткани пшеницы дицентрические хромосомы, кольцевые хромосомы и делеции хромосомных фрагментов. Общая частота хромосомных изменений постепенно возрастала от пассажа к пассажу. Эти кариологические нарушения приводят к проявлению хромосомной нестабильности во время мейоза. Так, в регенерантах пшеницы, полученных из каллусных культур, регистрируется повышенная частота унивалентов, тривалентов, квадривалентов и изохромосом . I, мостов, фрагментов и отставание хроматид i, . Часть кариологических изменений, обнаруженная в регенерантах, передается в семенном потомстве в ряду поколений, и может экспрессироваться в виде изменений тех или иных признаков. Другие же элиминируют в ряду самоопыленных поколений пшеницы i, i, Юркова с соавт. Некоторые сомаклональные варианты пшеницы не имеют грубых хромосомных перестроек, регистрируемых на цитологическом уровне i . Однако сравнительный хромосомный анализ позволяет выявить у подобных форм изменение рисунка Сокрашивания хромосом по сравнению с исходными генотипами. Степень вариабельности рисунков Сокрашивания определяется принадлежностью хромосом к той или иной гомеологической группе и исходным генотипом пшеницы Созинова с соавт.