Развитие отечественного АПК является одним из приоритетных направлений для нашей страны. Поэтому надеемся, что материалы публикуемые в журнале внесут достойный вклад в успешное развитие научного поиска, повышение значимости научных разработок, подъем сельскохозяйственного производства
 д. с.-х. н., профессор А.В.Алабушев

 

ВЫПУСКИ ЖУРНАЛА

№6 2011

№5 2011

№4 2011

№3 2011

№2 2011

№1 2011

 

АРХИВ

№1-6 2010

№1-6 2009

 

 

 

Теоретический и научно-практический журнал ISSN 2079-8733

       
УДК 633.15:631.519:576.356.52

 

Э.Б. Хатефов,  канд. биол. наук,

ГНУ Кабардино-Балкарский НИИСХ Россельхозакадемии
kbniish2007@yandex.ru

<

РАСШИРЕНИЕ РАЗНООБРАЗИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ КУКУРУЗЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА ГАПЛОИНДУКЦИИ В ГЕТЕРОПЛОИДНЫХ СКРЕЩИВАНИЯХ

Предложен эффективный метод получения гомозиготных диплоидных генотипов из растений тетраплоидной кукурузы. Для этого используются гаплоиндуктор (ЗМК), созданный в Краснодарском НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. Полученные этим методом редиплоидные растения представляют практическую ценность для селекции гибридов кукурузы.
It is suggested a method of homozygous double ploid genotypes’ receiving from tetra ploid maize. It is used a haplo inductor (ZMK), developed in Krasnodar RIA after P.P. Lukianenko. Re-double ploid plants received with this method have practical value for maize hybrids selection.
Ключевые слова: гаплоиндуктор, тетраплоидная кукуруза, диплоидная кукуруза, редиплоидная кукуруза, селекция, генетика.
Keywords:    haplo inductor, tetra ploid maize, double ploid maize, re-double ploid maize,selection, genetics.

Введение. Получение диплоидных растений (редиплоидов) из тетраплоидов – малоизученная область в селекции кукурузы, поскольку исследования кукурузы ведутся в основном на диплоидом уровне. Расширение разнообразия генетической основы кукурузы остается одной из актуальных проблем современной генетики, и вовлечение в селекционный процесс новых методов ее расширения позволит избежать ее дальнейшей генетической эрозии. Одним из таких направлений является применение гаплоиндукторов в гетероплоидных скрещиваниях. Метод ускоренного получения гомозиготных линий при помощи гаплоиндукторов известен давно и нашел широкое применение во многих НИИ и семеноводческих компаниях. Этот метод применяется для сокращения времени перевода исходного селекционного материала из гетерозиготного состояния в гомозиготную линию. Расширение разнообразия генетической основы при этом незначительно, поскольку геном находится в диплоидном состоянии. У тетраплоидной кукурузы вследствие возникновения мультивалентных ассоциаций гомологичных хромосом в стадии диакинеза мейоцитов, обмен между гомологичными участками протекают более интенсивно, возрастает число хромосомных аббераций, больше накапливается мутаций и их комбинаций. Выделение из подобного материала редиплоидных линий способствует расширению генетического полиморфизма селекционного материала кукурузы. Поэтому получение редиплоидов с применением метода гетероплоидных скрещиваний и гаплоиндукции актуально.
Материалы и методы. Опыты по испытанию метода были заложены в 2001 году. В качестве модели были использованы тетраплоидные популяции с различной широтой генетической основы (7 – 26 линий) и различными дозами (1/8 – 1/16) генетического материала тетраплоидного теосинте селекции КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко, синтезированные В.С.Щербаком, и гаплоиндуктор ЗМК предоставленный для опыта О.А. Шацкой, диплоидная линия BS10ц7. С 2001 по 2006гг. была испытана следующая схема получения редиплоидов:


Выделение дигаплоидов на тетраплоидном початке по схеме было затруднено тем, что все зерна (в том числе и маркированные) были с невыполненным эндоспермом (рис. 1), поэтому идентификация предполагаемых диплоидов проводилась по отсутствию антоциановой окраски на проростках, тогда как гибридные триплоидные зерновки давали окрашенные антоцианом проростки, предполагаемые редиплоиды имели зеленую окраску проростков, а так же по ширине первичных листочков проростков кукурузы.

Рис.1. Гибридные (2n x 4n) триплоидные (3n) зерновки,
маркированные гаплоиндуктором ЗМК

После посева растения дополнительно тестировались на фертильность пыльников и пыльцы (рис.2). Триплоидные гибридные метелки были частично или полностью стерильны, а предполагаемые редиплоиды полностью фертильны. Фертильность определяли по реакции синего окрашивания фертильных пыльцевых зерен в растворе люголя.
 

Рис. 2. Пыльники 4n (фертильные), 3n (стерильные), 2n (фертильные) кукурузы и пыльца с фертильными (темноокрашенными) и стерильными (светлоокрашенными ) пыльцевыми зернами

На триплоидных початках завязались семена как с выполненным, так и с невыполненным эндоспермом (рис. 3). Зерна с выполненным эндоспермом дали с диплоидным  гаплоиндуктором предполагаемые гаплоидные зерновки. Остальные зерновки различной степени выполненности оказывались анеу- или эуплоидными.

Рис.3. Самоопыленный початок, полученный с растения триплоидной кукурузы
Выделение гаплоидов на сухих диплоидных зерновках осуществлялось по генетическим маркерам окраски зерновки и зародыша (рис. 4). Для диплоидизации растений истинные гаплоиды по всем схемам опыта обрабатывали раствором колхицина по стандартной методике Краснодарского НИИСХ им. П.П.Лукьяненко (рис. 4).
  
Рис. 4. Колхицинирование проростков кукурузы раствором колхицина (слева) и  расположение на початке маркированных зерновок (справа) с полным (окрашенный зародыш) и редуцированным (неокрашенный зародыш) геномом

 Полученные редиплоиды скрещивались с диплоидным тестером. Если редиплоид был истинным, то все зерна на початке тестера завязывались выполненными, если наравне с выполненными зерновками встречались невыполненные или слабо выполненные, то предполагаемый редиплоид был не истинным. В случае, когда все зерновки на початке завязывались с невыполненным эндоспермом, то предполагаемый редиплоид оказывался тетраплоидом. Проведение дополнительных цитологических исследований хромосомных чисел позволяет идентифицировать истинность выделенных редиплоидов. Соотношение геномов тетраплоидного родителя к диплоидному в зародыше во 2-й и 3-й схемах скрещивания составляет 2:1 соответственно, тогда как при схеме диплоид (2n) х тетраплоид (4n) зародыш наследует цитоплазму от диплоидного родителя, а при схеме тетраплоид (4n) х диплоид- (2n) цитоплазму от тетраплоидного родителя.
 Результаты. Результаты проведенных исследований показали эффективность испытанного метода получения редиплоидов с применением гаплоиндукторов в гетероплоидных скрещиваниях кукурузы. Использование гаплоиндукторов в гетероплоидных скрещиваниях кукурузы позволяет получить более ценный  в селекционном отношении исходный материал с расширенной генетической основой и на различной по плоидности цитоплазме за 4 года.

 

 

© 2009 ГНУ ВНИИЗК
им. И.Г.Калиненко
Главная | Поиск | Авторам | Контакты | Архив