Особенности индукции митотической и мейотической полиплоидизации у сортов смородины черной и красной при использовании химических соединений-амитотиков. Морфофизиологическое качество пыльцы. Устойчивость полиплоидных генотипов к абиотическим факторам.
Аннотация к работе
На правах рукописи СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИПЛОИДОВ СМОРОДИНЫ И ИХ ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИРабота выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений им. Официальные оппоненты: Бутенко Анатолий Иванович доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО Мичуринский государственный аграрный университет / кафедра математики и моделирования экономических систем, профессор Яндовка Людмила Федоровна кандидат биологических наук, доцент, ФГБОУ ВПО Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Защита диссертации состоится 27 апреля 2012 г. в 13 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при Мичуринском государственном аграрном университете по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МИЧГАУ, с авторефератом - на сайте университета http://www.mgau.ru, а также на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ http://www.vak.ed.gov.ruЗадачи исследований: изучить особенности индукции митотической и мейотической полиплоидизации у сортов смородины черной и красной при использовании химических соединений-амитотиков и оценить эффективность их применения; изучить потенциал устойчивости изучаемых полиплоидных генотипов к абиотическим факторам (устойчивость к низким температурам в середине зимы, жаростойкость, засухоустойчивость, солеустойчивость, устойчивость к катионам тяжелых металлов) и их продуктивность; выделить авто и аллотетраплоидые формы смородины, рекомендуемые для использования в селекции в качестве источников ценных хозяйственно-биологических признаков. Для селекции рекомендованы источники ценных хозяйственно-биологических признаков - высокой устойчивости к низким температурам, жаро-и засухоустойчивости, солевыносливости, ценного биохимического состава ягод. Результаты исследований были представлены на 61-й научно-практической конференции студентов и аспирантов «Современная школа в инновационном процессе: проблемы и перспективы» (Мичуринск, МГПИ, 2009); III Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2009); VI, VII и VIII Международных научных конференциях «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2009, 2010, 2011); международной научно-практической конференции «ХХІІ Мичуринские чтения», посвященной 155-летию со дня рождения И.В.В сравнении с токсичными растворами амитотиков, установлено меньшее влияние паров аценафтена и его 0,02-0,04%-ных растворов в водном диметилсульфоксиде (ДМСО) на функционирование фотосинтетического аппарата и активность фотосистем I и II при уменьшении степени некротизации клеток фотосинтезирующих тканей смородины черной и красной (рис. Предварительное изучение динамики и характера проникновения растворов с действующим веществом на примере витального красителя фастгрюна в ткани стебля и почек смородины позволило отметить, что максимальная степень насыщения клеток красителем в зоне меристематически активного конуса нарастания происходит при замачивании черенков смородины в растворе в течение 24-36 ч, а также при двукратной инъекции в распускающиеся почки. Положительный эффект блокирования кариокинеза и удвоения хромосом в соматических клетках смородины черной и красной отмечен для 0,04%-ного раствора аценафтена в универсальном органическом растворителе диметилсульфоксиде (ДМСО); при образовании измененных побегов на уровне 4,8-16,5% не выявлено хлороза тканей, некротизации листьев не отмечено. При инъекции в вегетативные почки укорененных черенков смородины черной и красной водных растворов хлоралгидрата (2%-ного), парадихлорбензола (1%-ного) и клопиралида (3,0·10-6 %-ного) отмечена гибель части почек на уровне 9-62%, после высадки обработанных черенков в грунт измененных побегов не выявлено. Наибольшее увеличение среднего диаметра пыльцевого зерна отмечено в вариантах с обработкой 1,0%-ными водными растворами колхицина и парадихлорбензола - на 3,5% и 3,0% соответственно по сравнению с контролем, а также в вариантах с 0,02%-ным и 0,04%-ным растворами аценафтена в 1%-ном ДМСО - на 4,5% и 10,6% соответственно (рис.У изучаемых тетраплоидов смородины установлено достоверное увеличение морфологических показателей на 7-30% (листового индекса, угла между боковыми лопастями листовой пластинки); цитоанатомических признаков на 26-54% (длины и ширины замыкающих клеток устьиц, диаметра пыльцевого зерна и количества ростовых пор в его оболочке). Наиболее жизнеспособная пыльца отмечена у тетраплоида сорта Голландская красная (29,0%), аллотетраплоидов Йошта (29,2%) и СКГ 5-4 (25,6%), что позволяет использовать их в качестве родительских форм при гибридизации и для получения генотипов с разным уровнем плоидности. Тетраплоидный аналог сорта Голландская красная характеризуется высоким уровнем морозостойкости и способен переносить понижение температуры до - 40 °С с наименьшими повреждениями тканей на уровне диплоида.