Спонтанна та індукована мінливість кукурудзи in vitro - Автореферат

Національна академія наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наукНауковий консультант: доктор біологічних наук, професор, член - кореспондент НАН України Кунах Віктор Анатолійович Інститут молекулярної біології і генетики НАН України завідувач відділу генетики клітинних популяцій Офіційні опоненти: доктор біологічних наук Кучук Микола Вікторович Інститут клітинної біології і генетичної інженерії НАН України заступник завідувача відділу генетичної інженерії доктор біологічних наук, професор Горбатенко Ігор Юрійович Миколаївський державний аграрний університет професор кафедри генетики доктор біологічних наук Галкін Анатолій Павлович Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України завідувач відділу біоінженерії Захист дисертації відбудеться “15 “січня 2004р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.212.01 при Інституті фізіології рослин і генетики НАН України за адресою: 03022, Київ, вул.Тобто активно ведеться пошук нових нетрадиційних шляхів впливу на геном рослин з метою створення більш продуктивних і стійких до несприятливих умов генотипів рослин. Спонтанна мінливість клітин рослин в умовах in vitro була відома значно раніше, але в більшості випадків вона розглядалась як небажане явище при клональному розмноженні певних генотипів. Для реалізації можливостей сомаклональної мінливості та інших біотехнологічних методів для злаків і, зокрема, для кукурудзи, необхідно здолати три основні етапи: перший - одержання клітинних культур з високим і тривалим довгий час регенераційним потенціалом з селекційно-цінних інбредних ліній; другий - регенерація повноцінних рослин з таких ліній; третій - генетичне вивчення та наступне використання виявленої мінливості. В основу дисертаційної роботи покладені результати, отримані автором при виконанні розділів планів наукових досліджень за бюджетними темами відділів: цитогенетики і поліплоїдії Інституту молекулярної біології і генетики НАНУ, цього ж відділу та відділу молекулярної генетики Інституту фізіології рослин і генетики НАНУ “Вивчення генетичних і цитогенетичних механізмів, які підвищують фертильність і продуктивність поліплоїдних рослин та контролюють структуру клітинних популяцій”(№ держ.реєстрації 76020014 1977-1981рр.), “Вивчення закономірностей мінливості соматичних клітин і рослин під впливом екзогенних нуклеїнових кислот і фізіологічно - активних сполук” (№ держ.реєстрації 81017890 1981-1983рр.), “Індукована мінливість в культурі клітин рослин” (№ держ.реєстрації 01840010695 1984-1987рр.), “Мінливість клітин рослин під впливом чужорідної генетичної інформації і стресових факторів середовища” (№ держ.реєстрації 0188005653 1988-1992рр.), “Експериментальна мінливість в культурі тканин рослин” (№ держ.реєстрації 01930004923 1993-1996рр.), “Клонування і вивчення генів, які обумовлюють стійкість рослин до фітопатогенів і гербіцидів” (№ держ.реєстрації 01930002841 1993 - 1997рр.), “Дослідження сімейства гомологічних шаперонінів бульбочкових бактерій і їх ролі в фіксації азоту в симбіозі з рослинами” (№ держ.реєстрації 0198U00800 1998-2000рр.), “Молекулярно-генетичні основи якості зерна зернових культур” (№ держ.реєстрації 0101U000626 2001-2003рр.), ДНТ програм Комітету по НТП при Кабінеті Міністрів України “Розробка методів клітинної селекції щодо стійкості до стресових факторів середовища, токсинів, фітопатогенних грибів та бактерій, з поліпшеним складом амінокислот”( № проекту 3.1.15.15, 1992-1994рр.),”Розробка методів клітинної селекції злаків з поліпшеним складом амінокислот” (№ проекту 1993-1994рр.), “Розробка на основі досягнень клітинної біології нових вихідних форм рослин з цінними сільськогосподарськими ознаками” (№ проекту 3.1.15.16, 1992-1994 рр.), Державного Фонду фундаментальних досліджень Міннауки України “Дослідження взаємозвязку регенераційної здібності культури клітин in vitro із сформованістю фотосинтетичного апарату “(№ проекту 5.3/263, 1993-1995рр.). Головною метою дослідження було встановлення генетичних особливостей і закономірностей проявлення сомаклональної та індукованої впливом різних чинників мінливості в клітинних популяціях соматичних тканин та в рослинах - регенерантах кукурудзи.В дисертації наведено теоретичне і експериментальне узагальнення наявності і особливостей реалізації в умовах in vitro та in vivo сомаклональної мінливості кукурудзи. Встановлено, що сомаклональна мінливість має певні особливості і відмінності від мінливості, індукованої впливом хімічних і фізичних мутагенних чинників в умовах in vitro. Генотип вихідних інбредних ліній є ведучим фактором, який визначає індукцію трьох різних типів калюсів і двох шляхів регенерації рослин: соматичного ембріогенезу і пагоневого морфогенезу. Оптимізовано умови культивування (субкультивування з 6-бензиламинопурином в ході одного пасажу) і модифіковано склади живильних середовищ (додавання манніта, азотнокислого срібла) для регенерації рослин з інбредних ліній кукурудзи з низьким морфогенетичним потенціалом.

2. Основний зміст роботи