Использование метода культуры ткани в селекции гречихи

• Автор: Барсукова, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1Л. Основные методы селекции гречихи
1Л Л. Внутривидовая гибридизация
1Л .2. Межвидовая гибридизация
ТЕЗ. Индуцированный мутагенез
1.1.4. Полиплоидия
1.2. Обзор основных методов биотехнологии сельскохозяйственных
растений
1.2.1. Сомаклональная изменчивость и ее использование в селекции
1.2.2. Применение метода культуры тканей и органов для создания новых форм гречихи
1.2.2.1. Культура зародышей гречихи
1.2.2.2. Каллусогенез и органогенез в культуре тканей гречихи
1.2.2.3. Соматический эмбриогенез гречихи
1.2.2.4. Перспектива использования генной инженерии в селекции гречихи
2. ОБЪЕКТ, МЕТОДИКА И АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объект
2.2. Методика экспериментов с культурой ткани гречихи
2.3. Методика проведения полевых опытов
2.4. Агроклиматические условия проведения исследований
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Каллусогенез и морфогенез в культуре тканей гречихи посевной
3.1.1. Индукция каллусогенеза в культуре ткани незрелого зародыша гречихи
3.1.2. Индукция каллусогенеза в культуре тканей гипокотилей недельного асептического проростка гречихи

3.1.3. Индукция каллусогенеза в культуре тканей семядолей незрелого зародыша гречихи
3.1.4. Индукция каллусогенеза в культуре тканей семядолей недельных асептических проростков
3.1.5. Соматический эмбриогенез (эмбриоидогенез) и органогенез
в каллусной культуре гречихи посевной
3.2. Микроклональное размножение регенерантов гречихи
3.3. Перевод регенерантов гречихи в условия in vivo
3.4. Результаты полевых испытаний семенного потомства регенерантов
3.4.1. Изменчивость основных количественных и качественных признаков
у регенерантов гречихи (R2 - R3)
3.4.2. Оценка экологической пластичности регенерантных линий гречихи
по признаку продуктивности семян с одного растения
3.4.3. Корреляционная зависимость между продуктивностью и рядом фенотипических признаков лучших регенерантных линий,
их хозяйственно-биологическая оценка в селекционных питомниках
Выводы
Рекомендации для селекционной практики
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Важное место в обеспечении населения полноценным питанием отводится гречихе, как незаменимой диетической культуре. Она - одна из древнейших сельскохозяйственных культур, возделываемых человеком уже в течение четырех тысячелетий III.
В Приморском крае под гречихой ежегодно, в среднем, занято около 20 тыс. га / 2 /. Выращивание её в Приморье считается экономически выгодным даже при урожайности 3-5 ц/га, поэтому интерес производителей к ней неуклонно возрастает. Однако, производство гречихи в последние годы, находится на низком уровне не только в крае, но и в России в целом: средняя урожайность в крае составляет 3-4 ц/га / 3 /, в стране - 5-7 ц/га / 4 /, хотя отдельные хозяйства получают по 10-12 ц/га. Причины столь значительных отклонений потенциальной семенной продуктивности от реальной заключены в высокой зависимости этой культуры от технологии возделывания, а также в биологических и физиологических особенностях данной культуры / 5 /. Гречиха имеет узкий генетический потенциал устойчивости к неблагоприятным факторам среды, вносящим основной вклад в снижение урожайности. Районированные в крае сорта Приморская 7 и Изумруд имеют высокие потенциальные возможности по продуктивности, занесены в каталог Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур как особо ценные по технологическим качествам. Однако, необходимо расширять сортимент гречихи за счет форм с различной пластичностью, предназначенных для выращивания не только в Приморском крае, но и во всей зоне Дальнего Востока. Учитывая, что в генофонде культуры отсутствуют генотипы с высокой устойчивостью к постоянно изменяющимся условиям произрастания, важно получение нового исходного материала, обладающего повышенным потенциалом адаптивности.
В создании новых сортов гречихи с измененной природой особое место должны занять современные методы биотехнологии. Широкое внедрение данных методов в селекцию ряда сельскохозяйственных культур уже дало поло-

Органогенез в культуре тканей гречихи осуществляют первым способом, то есть используя каллусную ткань. Для индукции каллуса у гречихи используют самые различные экспланты: семядоли и гипокотили недельных асептических проростков, недозрелые зародыши и участки их семядолей, бутоны, пыльники.
Глубокие и детальные исследования особенностей каллусообразования из недозрелых зародышей гречихи посевной и татарской проведены Н. И. Румянцевой и группой ученых Казанского института биологии [16, 17], в ходе которых была установлена зависимость между способностью экспланта индуцировать каллус и стадией развития, а так же его видовой принадлежностью. Полученное по морфологии разнообразие каллусной ткани подразделено исследователями на четыре типа. Определены типы каллуса, сохраняющие способность к органогенезу при длительном (1,5 г) культивировании - это плотноглобулярные медленно нарастающие каллусные линии культурной гречихи и включающие блестящие плотные структуры каллусы дикой гречихи. У. Уатапе [9] в ходе экспериментов на гипокотилях и семядолях асептических проростков гречихи наблюдал каллусообразование при добавлении в культуральную среду гормонов 2,4-Д (5-10 мг/л), ИУК (1-5 мг/л) и кинетина (0,2-1,0 мг/л). Исследователь отмечает, что после культивирования каллуса в течение 48 месяцев ему удалось осуществить органогенез и получить регенеранты гречихи с диплоидным числом хромосом.
У.вгещую, М.Ыевкоую [11, 219], исследуя процесс регенерации растений гречихи из фрагментов семядолей выявили, что если каллусная ткань продолжает субкультивироваться на среде, где было инициировано клеточное деление, то она имеет слабый рост. Улучшению роста каллуса способствует пересадка на среду с пониженной концентрацией 2,4-Д до 1 мг/л и увеличение концентрации кинетина до 1 мг/л. При этом установлено, что индукция побегов может быть осуществлена в том случае, когда первичные семядольные экспланты через 3-5 дней перемещены из среды для инициации клеточного деления на среду с высоким отношением цитокинина к ауксину. Высокое содержа-