Аспекты применения методов биотехнологии в селекции ярового рапса (Brassica napus L.)

ВЫВОДЫ

1. Выявлено, что генотип растения-донора определяет cпособность неоплодотворенных семязачатков ярового рапса к дальнейшему развитию. Более отзывчивы к индуцированию гаплоидов материалы гибридного и линейного происхождения (в среднем 4,72 и 3,85 %) по сравнению с сортами (1,67 %).

Морфологические изменения формы цветка и наличие аномальных структур при формировании мужского гаметофита можно использовать как маркерные признаки при отборе донорских генотипов. Установлена прямая зависимость регенерационной способности селекционного материала от количества аномальных структур. Наибольшей способностью к регенерации (1,3 %) обладают семязачатки, эксплантированные с бутонов центральной кисти основного побега ярового рапса длиной 2 - 4 мм.

2. Показано, что смесь анолита с католитом (рН=7) ускоряет развитие неоплодотворённых семязачатков ярового рапса в культуре in vitro на 7 - 10 дней. Предобработка бутонов холодом в течение суток повышает морфогенную способность семязачатков до 3,1 %.

3. Гормональный состав питательных сред определяет пути морфогенеза женского гаметофита и образование морфологических структур при культивировании неоплодотворенных семязачатков ярового рапса. Установлено, что тотипотентность клеток каллуса различается, и реализация морфогенеза происходит по пути гистогенеза и органогенеза, приводящего к формированию ростовых почек и корней.

Максимальный выход морфогенного каллуса достигается путём культивирования неоплодотворенных семязачатков ярового рапса на среде, содержащей 1 мг/л кинетина, 0,1 мг/л ИУК, 1 мг/л ГК и 10 мг/л гидролизата казеина. Наличие в среде 0,1 мг/л 2,4-Д, 0,5 мг/л БАП, ИУК, ГК и 1 мг/л кинетина способствует образованию максимального количества ростовых почек (71,4 %) и регенерантов (58,8 %). Культивирование неоплодотворённых семязачатков на свету более чем в 2 раза по сравнению с условиями темноты стимулирует появление проростков.

4. Определены параметры стабилизации гаплоидных форм в зависимости от морфологического развития регенерантов. Стабилизацию гаплоидов проводят одновременно с микроразмножением в течение 3-4 пассажей с чередованием ростовой (ГК, кинетин, 6-БАП по 0,2 мг/л) - безгормональной - ростовой сред для нормально развитых регенерантов, и безгормональной - ростовой - безгормональной для слабо развитых регенерантов.

Диплоидизация гаплоидного материала осуществляется путём добавления в питательную среду 0,005 % колхицина и выдержке на ней эксплантов в течение 48 часов при последующем культивировании на питательной среде, содержащей 0,25 мг/л кинетина в течение месяца.

5. Разработан метод ускоренного получения гомозиготных линий ярового рапса путем индукции гаплоидии из неоплодотворенных семязачатков, включающий следующие этапы: введение в культуру донорского материала с ценными признаками; индукция гаплоидии; стабилизация и микроразмножение гаплоидов; диплоидизация и стабилизация реституционных диплоидов; микроразмножение; корнеобразование in vitro и пересадка в грунт.

6. На основе данного метода создан способ получения восстановителей фертильности ярового рапса, при котором проводят гибридизацию реституционных линий с растениями-донорами для преодоления стерильности, получение семян второго поколения гомозиготных линий, опыление форм с ЦМС пыльцой полученных реституционных линий, получение семян, их посев и анализ фертильности пыльцевых зерен.

7. В культуре незрелых зародышей морфогенез осуществляется через прямую регенерацию, ведущую к формированию ростовых побегов. Установлены основные параметры культивирования незрелых зародышей. Лимитирующими факторами, обеспечивающими максимальный уровень регенерации, являются подбор донорских растений с ценными признаками, выбор оптимального направления скрещивания, 13-17-дневный возраст зародыша, культивирование на среде, содержащей 0,2 мг/л 6-БАП, 0,1 мг/л НУК и 0,2 мг/л ГК.

8. Среди полученного в ходе применения эмбриокультуры гибридного материала выделены образцы, устойчивые к тле и с желтой семенной оболочкой, которые могут использоваться в селекции ярового рапса.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

1. Разработанный метод получения реституционных линий ярового рапса рекомендуется широко использовать в селекции для создания нового исходного гомозиготного материала. В течение 1 - 1,5 лет он может обеспечить получение необходимого объема исходных форм ярового рапса с материнской цитоплазмой. Полученные в результате исследований линии рекомендуются для включения в селекционный процесс.

2. Разработанный способ ускоренного получения восстановителей фертильности ярового рапса рекомендовать для использования в гетерозисной селекции ярового рапса.

3. Установленные параметры культивирования незрелых зародышей, позволяющие расширить генетическую изменчивость и создать новый исходный материал с желтой семенной оболочкой, следует использовать в отдаленной гибридизации ярового рапса.

4. При разработке новых селекционных программ по ускоренному созданию нового исходного материала и высокопродуктивных гибридов рекомендуется применение разработанных для ярового рапса методов биотехнологии: эмбриокультуры и получения гомозиготных линий путем культивирования неоплодотворенных семязачатков.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Котлярова Е.Б. Каллусогенез в культуре неоплодотворённых семяпочек ярового рапса / Е.Б. Котлярова, О.А. Подвигина // Вопросы естествознания: Межвузовский сборник научных работ. - Липецк, 2004. - Вып. 12. - С. 31-34.

2. Котлярова Е.Б. Использование метода эмбриокультуры в отдалённой гибридизации растений семейства Brassicaceae / Е.Б. Котлярова // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей. - Липецк: ЛГПУ, 2005. - Ч. 1. - С. 134-136.

3. Котлярова Е.Б. Культура неоплодотворённых семяпочек ярового рапса in vitro / Е.Б. Котлярова // Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур: Материалы III Международной конференции молодых ученых и специалистов (28-30 марта 2005 года). - Краснодар, ВНИИМК, 2005. - С. 151-157.

4. Котлярова Е.Б. Влияние генотипа на каллусогенез и регенерацию растений в культуре неоплодотворённых семяпочек ярового рапса / Е.Б. Котлярова // Экологическая генетика культурных растений: Материалы школы молодых учёных.- Краснодар: РАСХН, ВНИИ риса, 2005. - С. 241-242.

5. Котлярова Е.Б. Зависимость каллусогенеза и регенерации растений ярового рапса от состава питательной среды в культуре неоплодотворённых семяпочек in vitro / Е.Б. Котлярова, О.А. Подвигина, В.А, Никоноренков // Рапс - культура XXI века: аспекты использования на продовольственные, кормовые и энергетические цели: Материалы Международной научно-практической конференции (15-16 июля 2005 года). - Липецк, ВНИПТИР, 2005. - С. 128-134.

6. Котлярова Е.Б. Сравнение действия стерилизующих агентов в культуре неоплодотворённых семяпочек ярового рапса in vitro / Е.Б. Котлярова, О.А. Подвигина // Вопросы естествознания: Межвузовский сборник научных работ. - Липецк, 2005. - Вып. 13. - С. 44-46.

7. Котлярова Е.Б. Влияние направления скрещивания и сроков введения в культуру на развитие зародышей отдалённых гибридов семейства Brassicaceae / Е.Б. Котлярова // Проблемы преподавания молекулярной биологии, биотехнологии и вирусологи в высших педагогических учебных заведениях: Материалы Всероссийской научно-практической конференции (26-27 января 2006 года). - Орехово-Зуево, 2006. - С. 129-133.

8. Котлярова Е.Б. Возможность создания гомозиготного материала ярового рапса в культуре неоплодотворённых семяпочек / Е.Б Котлярова // Проблемы биологии, экологии и образования: история и современность: Материалы Международной научной конференции (22-24 мая 2006 года). - С.-Пб., 2006. - С. 70-72.

9. Котлярова Е.Б. Условия культивирования неоплодотворенных семяпочек ярового рапса (Brassica napus L.) для получения гаплоидных растений / Е.Б. Котлярова, О.А. Подвигина // Материалы IХ Международной конференции молодых ботаников (21-26 мая 2006 года). - С.-Пб., 2006. - С. 368.

10. Котлярова Е.Б. Получение отдаленных гибридов семейства Brassicaceae с помощью эмбриокультуры / Е.Б. Котлярова, Е.Н. Жидкова // Современные проблемы популяционной экологии: Материалы IX Международной научно-практической экологической конференции (2-5 октября 2006 года). - Белгород, 2006. - С. 67-68.

11. Котлярова Е.Б. Воздействие экзогенных факторов на индукцию гаплоидных растений ярового рапса в условиях in vitro / Е.Б. Котлярова // Вопросы естествознания: Межвузовский сборник научных работ. - Липецк, 2007. - Вып. 14. - С. 78-83.

12. Котлярова Е.Б. Метод создания гомозиготных линий ярового рапса путем индуцирования гаплоидии в культуре неоплодотворенных семязачатков / Е.Б. Котлярова // Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур: Материалы III Международной конференции молодых ученых и специалистов (27-29 марта 2007 года). - Краснодар, ВНИИМК, 2007. - С. - 138-141.

13. Котлярова Е.Б. Формирование линий с помощью культуры неоплодотворенных семязачатков ярового рапса и их биохимическое изучение / Е.Б. Котлярова, В.В. Карпачев // Кормопроизводство. - 2007. - № 4. - С. 17-19.

Размещено на Allbest.ru