Биотехнологические аспекты создания исходного материала для селекции зерновых колосовых культур

• Автор: Иванов, Геннадий Иванович
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 276 с. : ил.

1. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР.
1.1. Проблема создания исходного материала и использования генетических ресурсов диких видов пшеницы и эгилопсов в селекции зерновых колосовых культур.
1.2. Пути расширения генетической изменчивости и использование метода эмбриокультуры для улучшения генофонда зерновых колосовых культур
1.2.1. Добавление к геному пшеницы целого генома растений родственного или отдаленного вида.
1.2.2. Замещение генома мягкой пшеницы геномами диплоидных видов пшеницы, эгилопсов и ржи.
1.2.3. Добавление к полному набору хромосом пшеницы отдельной пары хромосом дополненные линии.
1.2.4. Замещение отдельных хромосом пшеницы хромосомами других видов замещенные линии.
1.2.5. Замещение отдельных участков хромосом пшеницы участками чужеродных хромосом, несущих гены полезных признаков транслокации.
1.3. Получение гаплоидов и их использование в качестве исходного материала для селекции растений.

1.3.1. Классификация гаплоидов и методы их получения.

1.3.2. Факторы, влияющие на процессы андрогенеза при культивировании пыльников зерновых культур.
1.3.3. Значение и перспективы использования гаплоидных технологий в селекции зерновых культур
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Материал и схема получения гибридов, амфидиплоидов, геномнозамещенных форм и гомозиготных линий пшеницы.
2.2 Методы исследования
3. СОЗДАНИЕ ГЕН0М1ЗАМЕЩЕННЫХ ФОРМ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ, МЕЖВИДОВЫХ И МЕЖРОДОВЫХ АМФИДИПЛОИДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭМБРИОКУЛЬТУРЫ I VI.
3.1. Получение гексаплоидных геномнозамещенных форм 2п пшеницы на основе тетраплоидных компонентов ЛВ . iv . и
диплоидных видов пшеницы, эгилопсов и ржи.
3.1.1. Цитогенетическое изучение межвидовых и межродовых гибридов i,
геномнозамещенных форм и их гибридов с мягкой пшеницей.
3.1.1.1. Определение чисел хромосом в соматических клетках межвидовых и межродовых гибридов i и геномнозамещенных форм
3.1.2 Исследование скрещиваемости геномнозамещенных форм с мягкой пшеницей.
3.2. Создание межвидовых и межродовых амфидиплоидов с использованием эмбриокультуры i vi.
3.2.1.Синтез гомолога мягкой пшеницы с геномным составом 2л.
3.2.2. Получение тетраплоидных амфидиплоидов 2п с различными геномными составами.
3.3. Получение озимых гексаплоидных 2п форм тритикале
3.3.1. Влияние генотипа тврдой пшеницы и ржи на завязывание зрен.
3.3.2. Влияние генотипа твердой пшеницы и ржи на развитие зародышей в гибридных зерновках.
3.3.3. Влияние генотипа тврдой пшеницы и ржи на развитие зародышей на питательной среде.
2.3.4. Удвоение генома гибридных растений от скрещивания твердой пшеницы с рожью.
4. ПОЛУЧЕНИЕ ГАПЛОИДОВ И ГОМОЗИГОТНЫХ ЛИНИЙ ПРИ КУЛЬТИВИРОВАНИИ ПЫЛЬНИКОВ ПШЕНИЦЫ И ЭГИЛОПСОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ УСКОРЕННОЙ
ТЕХЮЛОгаИСЕЛЕКЩОННОГОГТОЦЩГА.
4.1. Норма реакции образования эмбриоидов и регенератов при культивировании пыльников различных сортов, видов пшеницы и эгилопсов.
4.1.1. Образование эмбриоидов при культивировании пыльников озимых сортов мягкой пшеницы.
4.1.2. Образование эмбриоидов и регенерация растений при
культивировании пыльников яровых сортов мягкой пшеницы
4.1.3. Изучение видовых особенностей образования эмбриоидов при
культивировании пыльников представителей родов ii и i.
4.1.4. Регенерация растений из эмбриоидов у представителей родов пшеницы и эгилопсов
4.1.5. Оптимизация с использованием метода планирования эксперимента состава питательных сред для получения эмбриоидов при культивировании пыльников озимой мягкой пшеницы и последующей регенерации из них растений
4.1.6. Оптимизация с использованием метода планирования эксперимента компонентов питательных сред для получения эмбриоидов при
культивировании пыльников яровой мягкой пшеницы и последующей регенерации из них растений.
4.1.7. Оптимизация компонентов питательных сред для образования эмбриоидов и регенерации растений при культивировании пыльников диплоидных видов пшеницы 7г. геном Г, эгилопса Ае. геном и синтезированного тетраплоидного амфидиплоида 7. ii С4й.
4.1.8. Получение эмбриоидов и регенератных растений озимой пшеницы при культивировании пыльников гибридов Р.
4.2. Статистические закономерности образования эмбриоидов при культивировании пыльников сортов и гибридов Р мягкой пшеницы
4.3. Идентификация но уровню плоидности регенератов, полученных при культивировании пыльников пшеницы и эгилопсов
4.4. Цитоэмбриологическое исследование жизнеспособности микроспор и развития из них эмбриоидов в процессе культивирования пыльников пшеницы и эгилопсов
4.4.1. Определение жизнеспособности микроспор в процессе культивирования пыльников пшеницы и эгилопсов.
4.4.2. Пути развития микроспор в процессе культивирования пыльников различных видов пшеницы и эгилопсов.
5. СЕЛЕКЦИОННОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ.
5.1. Селекционногенетическая оценка исходного материала, полученного в результате межвидовой и межродовой гибридизации с применением метода эмбриокультуры.
5.2. Селекционногенетическая оценка гомозиготных линий озимой пшеницы, полученных при культивировании пыльников гибридов Р
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Для преодоления этих недостатков и увеличения фертильности был разработан новый метод передачи генетического материала диплоидных видов пшеницы и эгилопсов в мягкую пшеницу. Его принципиальное отличие от других методов заключается в том, что при создании амфидиплоидов вместо тетраплоидных видов пшеницы стали использовать тетраплоидные геномы мягкой пшеницы и диплоидные виды пшеницы, эгилопсов ржи и т. На принципиальную возможность выделения тетраплоидного компонента из генома мягкой пшеницы впервые указал . Р. Кербер , , после чего были выделены тетракомпоненты из нескольких сортов яровой и озимой мягкой пшеницы , iii, Терновская, Жиров, . Вскоре в нескольких странах, в том числе и России, стали создавать геномнозамещенные формы пшеницы, у которых геном мягкой пшеницы был замещен геномами диплоидных видов пшеницы, эгилопсов и ржи i . Куравамвели, Жиров и др. Иванов и др. Использование тетраплоидного компонента мягкой пшеницы вместо природных тетраплоидов имеет то преимущество, что он содержит доминантный признак легкого обмолота , который отсутствует за исключением . Следовательно, замена генома на геном диплоидных видов пшеницы и эгилопсов существенно не влияет на обмолот зерна геномнозамещенных форм даже при использовании пленчатых видов. Кроме того, в становлении признака зимостойкости на гексаплоидном уровне наряду с генами генома Барашкова и др. Иванов, , чем их аналоги, полученные на основе тстраплоидных видов пшениц. Это существенно облегчает работу при передаче генетического материала от диплоидных видов пшеницы и эгилопсов в сорта озимой пшеницы. Таким образом, этот метод предоставляет возможность прямой передачи генетического материала диплоидных видов пшеницы и эгилопсов в геном мягкой пшеницы без привлечения тетраплоидных видов в качестве генетического мостика. Получение дополненных линий возможно простым беккроссированием к мягкой пшенице гибридов от скрещивания ее с другими видами при условии их успешного выращивания и фертильности женского гаметофита. Однако для получения гибридных растений между мягкой пшеницей и отдаленными видами пшеницы и эгилопсов необходимо применение метода эмбриокультуры для выращивания слабодифференцированных зародышей. Таким путм были впервые получены дополненные линии мягкой пшеницы с добавлением отдельных хромосом ржи i, , , . Аналогичным образом созданы линии 7. Ае. Ае. Теоретические основы метода создания и использования дополненных линий в селекционногенетической практике были разработаны . О Мара О Мага, . Этот метод, основанный на гибридизации мягкой пшеницы с неродственными диплоидными видами, предусматривает создание амфидиплоида, возвратные скрещивания его с родительской формой пшеницы и отбор среди потомков растений с одной чужеродной добавленной хромосомой 2п моносомные линии. При самоопылении такого растения среди его потомства отбирают растения с парой чужеродных хромосом 2п дисомные линии. Подобным образом можно передать чужеродную хромосому в геном тетраплоидной пшеницы , . В связи с этим необходимо подчеркнуть важность создания и сохранения амфидиплоидов для подобных целей, так как у гибридов не всегда функционируют женские гаметы. В тех случаях, когда прямое скрещивание гексаплоидной пшеницы с диплоидным видом невозможно, тетраплоидная может служить промежуточным мостиком между ними. Для этого используют амфидиплоиды от скрещивания тетраплоидных видов пшеницы с родственными диплоидными видами. Этот метод был применн для переноса отдельных хромосом i vi , и Ае. Тот же прим использовал Г. Кимбер i, ь для получения дополненных линий с хромосомами от Ае. Амфидиплоид от скрещивания . Ае. В этих случаях особая ценность амфидиплоидов заключается в простоте скрещиваемости с мягкой пшеницей по сравнению с прямыми скрещиваниями диких видов с пшеницей. Получив набор линий пшеницы с добавленными парами чужеродных хромосом, их идентифицируют для выделения линий с разными добавленными парами. Для этого дисомные дополненные линии попарно скрещивают между собой. У гибридов тех линий, где добавлена одна и та же хромосома, в метафазе I мейоза образуется бивалента, из которых образуют хромосомы пшеницы и один бивалент гомологичные дополненные.