Закономiрностi формоутворення при гiбридизацiї гексаплоїдних форм тритикале з м"якою пшеницею - Автореферат

Досягнення цього можливе завдяки активному використанню в схрещуваннях спеціально отриманих пшенично-житніх форм, оскільки вони мають індукований складний гібридний тритикале-пшеничний геном, здатний забезпечити формування цінних новоутворень типу пшениці i тритикале. генотиповий гібридизація пшениця селекція Наукова робота проводилась у рамках бюджетних тем лабораторії біотехнології рослин Інтитуту рослинництва ім.В.Я.Юрєва УААН "Створити принципово нові форми рослин зернових культур з використанням методів біотехнології доповнюючих та поліпшуючих генетико-селекційні" (N державної реєстрації ІА 01003579Р). Мета досліджень - встановити закономірності генотипової мінливості ознак та формоутворення при гібридизації гексаплоїдного (6х) тритикале з мякою пшеницею. Результати проведених досліджень дозволяють рекомендувати до використання метод створення нових форм пшениці та D(R)-тритикале з певним поєднанням хромосом пшениці та жита й перенесенням агрономічно цінних генів. Створені серії ліній пшеничних ревертантів та D(R)-тритикале як оригінальний вихідний селекційний матеріал використовуються в програмах з селекції, а також поповнюють генетичні ресурси мякої пшениці i тритикале.До першої групи входять 6х-тритикале амфідиплоїдної природи, одержані в результаті схрещування “пшениця х жито” з наступним подвоєнням числа хромосом колхіцинуванням або за допомогою потрійного схрещування F1 “(пшениця х жито) х 6х-тритикале”, які містять в геномі поряд з пшеничним тетра-компонентом АА1ВВ1 i подвоєний набір хромосом жита. До другої групи увійшли форми заміщеного тритикале, одержані шляхом схрещувань тритикале з мякою пшеницею, у ранніх поколіннях гібридів яких виникли заміщення однієї або кількох хромосом жита на гомеологічні їм пшеничні D-геному. У гібридизації нами використовувалась різноманітність синтезованих форм тритикале, відмінних за геномною будовою, що мали однакове число хромосом (2n=42) з мякою пшеницею. Найбільше число колосків у колосі мають гібриди з участю інтрогресивного тритикале, в яких нараховували 31-32 колоски, а у гібридів з ними - 22,6 - 29,3 колоска у колосі. У гібридів від схрещування 6х-тритикале різногеномної будови з мякою пшеницею в соматичних клітинах F1 спостерігається 42 хромосоми.Гібридизація гексаплоїдних тритикале з мякою пшеницею є ефективним шляхом істотного розширення генетичного різноманіття обох культур, яке може бути основою для створення цінного вихідного матеріалу для їх селекційного удосконалення. Життєздатність гібридних зернівок у комбінаціях схрещування тритикале з мякою пшеницею практично не залежить від геномної будови материнської форми i складає 63,4-69,8%. Не виявлено однозначного звязку характеру успадкування ознак в F1 гібридів тритикале х мяка пшениця з геномною будовою тритикале. При ізоляції колоса зернівки не завязувались; при беккросі батьківськими формами завязуваність становила 1,1-4,5 зернівок на колос; при вільному запиленні 0,8-4,7. Формоутворення у другому поколінні гібридів тритикале х пшениця проходило з диференціацією на морфотипи: мякої пшениці, F1 (тритикале-пшениця), тритикале, твердої пшениці.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

1. Гібридизація гексаплоїдних тритикале з мякою пшеницею є ефективним шляхом істотного розширення генетичного різноманіття обох культур, яке може бути основою для створення цінного вихідного матеріалу для їх селекційного удосконалення.

2. Завязуваність гібридних зернівок при гібридизації тритикале, взятого материнською формою, з пшеницею, повязана з геномною будовою тритикале. Найвищу завязуваність мають амфідиплоїдні тритикале - у середньому 31,3%, порівняно з іншими типами - 11,5-16,7%.

3. Життєздатність гібридних зернівок у комбінаціях схрещування тритикале з мякою пшеницею практично не залежить від геномної будови материнської форми i складає 63,4-69,8%.

4. Не виявлено однозначного звязку характеру успадкування ознак в F1 гібридів тритикале х мяка пшениця з геномною будовою тритикале. За кожною морфологічною ознакою спостерігаються різноманітні типи мінливості в залежності від комбінації: проміжне успадкування, домінування, позитивне i негативне наддомінування.

5. Гібридам F1 форм тритикале різногеномної будови з мякою пшеницею властиві порушення мейозу. Відсутня повна конюгація хромосом, поряд з бівалентами закритого i відкритого типу виявлені уніваленти та поліваленти (12,3II 16,1I 0,3III 0,1IV).

6. Фертильність пилку рослин F1 для більшості комбінацій схрещувань становить 43,0-56,5%. Найбільш високою фертильністю характеризуються комбінації Ад Тарасівський х Белоцерківська ювілейна (71,7%), Ад 60 х Зерноградка 6 (63,8%); Presto x Спартанка (60,2%). Найнижчу фертильність пилку мали рослини F1 в комбінаціях Ад T.aest.1В/1R Болг.м. х Лабінка (22,1%) i гибриди Ад 206 ЕМ1 Х60 Бок.206 з Укрірасег (32,0%) та Високобілковою (33,7%). Морфологічно повноцінні зерена пилку формувались недостатній для відкривання пиляка при запиленні.

7. Озерненість рослин F1 залежала від характеру їх запилення. При ізоляції колоса зернівки не завязувались; при беккросі батьківськими формами завязуваність становила 1,1-4,5 зернівок на колос; при вільному запиленні 0,8-4,7. Найбільшу завязуваність мали комбінації, одержані з використанням амфідиплоїдного тритикале.

8. Формоутворення у другому поколінні гібридів тритикале х пшениця проходило з диференціацією на морфотипи: мякої пшениці, F1 (тритикале-пшениця), тритикале, твердої пшениці. У комбінаціях з участю амфідиплоїдного та D(R)-заміщенного тритикале більшість рослин F2 належала до морфотипу мякої пшениці; за участю інтрогресивного тритикале - до типу F1 (тритикале-пшениця).

9. Співвідношення різних морфотипів у нащадків рослин F2 залежить від способу гібридизації. При вільному запиленні найбільшу частку складали рослини типу мякої пшениці (39,4%) i типу тритикале (37,1%); найменшу - рослини типу F1 (23,1%). При бекросі материнською формою тритикале співвідношення морфотипів було схожим: пшеничний - 48,3%, тритикале - 38,8%, F1 - 12,9%. При беккросі батьківською формою найбільша частина потомства належала до пшеничного типу (40,1%), далі у порядку зниження йдуть тип F1 та тип тритикале (32,1 i 26,7%). При вільному запиленні та беккросі пшеницею зявляються поодинокі рослини типу твердої пшениці.

10. Методом С-забарвлення соматичних хромосом потомств розщеплення F2 встановлено, що окрім рекомбінованих пшеничних А1А и В1В хромосомних наборів у них міститься змішаний хромосомний комплекс, який включає хромосоми R-геному жита та D-геному пшениці у різних співвідношеннях. Виявлені пари житніх хромосом 3R, 4R, 6R, модифіковані за теломерним гетерохроматином, i телоцентричні хромосоми жита та пшениці. Рівень виходу заміщених форм у F2 становив 64,7%.

11. Генетична стабілізація похідних тритикале-пшеничних гібридів старших поколінь відбувається на 42-хромосомному рівні. Становлення генотипу супровождується формуванням пшеничних ревертантів та D(R)-заміщених тритикале, їх конюгація в F4 складає відповідно: 18,9II (16,4II закритих 2,6II відкритих) 3,4I, i 19,6II (16,9II закритих 2,7II відкритих) 3,0I.

12. Гліадинові маркери ендосперму зерна підтверджують наявність генетичного компонента жита у константних форм пшеничних ревертантів.

13. Починаючи з F3 доцільно проводити індивідуальний добір за комплексом ознак, особливо продуктивності, стійкості до фітозахворювань у ліній пшеничних ревертантів i D(R)- тритикале.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІІ

1.Для введення в генотип пшениці генів жита та одержання більш досконалих форм заміщених тритикале доцільно включати в схрещування з мякою пшеницею тритикале різногеномної будови.

2. Одержані в результаті схрещування стабільні форми типу пшениці (ревертанти) i тритикале, які мають комплекс господарсько-цінних ознак, доцільно використовувати як вихідний матеріал у селекційних програмах. Зокрема, лінію 453 як донор ранньостиглості та крупнозерності, лінію 455 - стійкості проти летючої сажки та крупнозерності, лінію 466 - підвищенної морозостійкості, стійкості до летючої сажки та високих хлібопекарських властивостей.

1.Суворова Е.Ю. Формообразовательный процесс в популяциях от скрещиваний тритикале (2n=42) с мягкой пшеницей // Вісник аграрної науки. - 1998. - №11. - С.74-77.

2.Суворова Е.Ю., Чередниченко В.Н., Семенов В.И. Получение форм тритикале и мягкой пшеницы с чужеродными замещенными хромосомами // Цитология и генетика. - 2000. - Т.34, №5.- С.42-49.

3.Суворова К.Ю., Попереля Ф.О., Чередниченко В.М. Поліморфізм гліадінів i високомолекулярних глютенінів, їх звязок з якістю зерна у ліній пшеничних ревертантів озимої мякої пшениці // Биологический вестник.- 2000.- т.4, №1-2.- С.94-98.

4.Щипак Г.В., Суворова К.Ю., Максимов М.Г. Селекційна оцінка на врожайність і якість зерна озимих тритикале різного походження // Селекція і насінництво.- 2001. - Вип. 85. - С. 37-48.

5.Суворова Е.Ю. Завязываемость и жизнеспособность семян при гибридизации озимых тритикале с мягкой пшеницей // Тез. докл. Всесоюз. научно-техн. конференции молодых ученых "Методы интенсификации селекционного процесса".- Одесса: ВСГИ.- 1990.- С.48.

6.Суворова Е.Ю. Спорогенез у гибридов озимых тритикале с мягкой пшеницей // Тез. докл. Всесоюз. научно-техн. конф. молодых ученых "Современные проблемы генетики и селекции сельхоз. растений".- Одесса: ВСГИ.- 1991.- С.45.

7.Чередниченко В.Н., Островская В.Н., Суворова Е.Ю. Развитие способов генетического развития тритикале // Тез. докл. Междунар. симп."Управление генетической изменчивостью сельскохозяйственных растений". - Ялта: Институт винограда и вина "Магарач". - 1992. - С.119.

8.Суворова Е.Ю., Чередниченко В.Н. Формообразовательный процесс у гибридов гексаплоидного тритикале с мягкой пшеницей // Тез.докл. конф. молодых ученых "Актуальные проблемы физиологии растений и генетики АН Украины". - Киев: Институт физиол. растений и генетики АН Украины. - 1992. - С.103.

9.Чередниченко В.Н., Суворова Е.Ю., Островская В.Н. Хромосомная инженерия в селекции тритикале // Матер. конф. "Молекулярно-генетические маркеры и селекция растений". - Киев: Аграрная наука. - 1994. - С.126.

10.Чередниченко В.Н., Суворова Е.Ю., Островская В.Н. Улучшение взаимодействия объединенных чужеродных генов тритикале // Тез. докл. Междунар. конф. посвященной 100-летию со дня рождения Н.В.Цицина "Проблемы инродукции растений и отдаленной гибридизации". - М.: ГБС РАН. - 1998. - С.493-494.

11.Чередниченко В.М., Карпухіна А.М., Кузьміна Н.М., Юшкіна Л.Л., Суворова К.Ю. Використання біотехнології в селекції зернових колосових // Матер. Міжнар. наукової конф. "Оптимізація сел. процесу на основі генетичних методів". - Харків: Інститут овочівництва i баштанництва УААН. - 1999. - С.142.

12.Чередниченко В.М., Карпухіна А.М., Кузьміна Н.М., Юшкіна Л.Л., Суворова К.Ю. Біотехнологічні методи в селекції зернових колосових культур // Матер. міжнар. конф., присвяченої 90-річчю від заснування Інституту рослинництва ім.В.Я.Юрєва "Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва". - Харків: IP. - 2001. - C.201-207.

13. А.С. 1549 України. Сорт тритикале Ладне / Суворова К.Ю., Щипак Г.В., Чередниченко В.М., Шевченко М.С., Іванченко Е.Г. (Україна). - №99011004; Заяв.30.07.1999; Заеєстр. в Реєстрі сортів рослин України в 2002 р.