Формообразование в популяциях тритикале, пшеницы, ржи и его использова-ние в селекции для условий Западной Сибири (09.02.2009)

Автор: Стёпочкин Петр Иванович

Цитологические исследования тритикале проводили с помощью метода дифференциального окрашивания хромосом (Щапова, 1977) на препаратах, приготовленных из кончиков корешков проростков и из пыльников растений. Для анализа кариотипов растений использовали микроскоп «Биолам».

Изучение конусов нарастания и зачаточных колосьев на I – VIII этапах органогенеза проводили у растений яровых мутантов пшеницы Лютесценс 105/5, Лютесценс 105/7, тестерных форм по генам Vrn пшеницы Triple Dirk D (Vrn 1), Triple Dirk B (Vrn 2), Triple Dirk E (Vrn 3), Triple Dirk F (Vrn 4), яровой ржи Онохойская, Короткостебельная 69 яровая и Тетра Короткая яровая, яровых гексаплоидных тритикале УК 30, О.312, выращенных в камере искусственного климата в 2006 г.

Гибридизацию по диаллельной схеме 7 * 7 форм яровой мягкой пшеницы Хал Гол, Дархан 106, Тулеевская, Омская 33, Tul, Лютесценс 105/5 (яровой мутант) и Лютесценс 105/7 (яровой мутант) проводили в 2003 году для генетического анализа и определения донорских способностей сортов и селекционных форм пшеницы.

Диаллельный анализ F1 проводили по методикам, опубликованным Р.А.Цильке и Л.П.Присяжной (1979).

2.5. Методы полевых и лабораторных оценок селекционных форм.

Исходный для селекции материал по яровой пшенице и озимым формам тритикале изучали и оценивали в селекционных питомниках по общепринятым методикам испытания сельскохозяйственных культур.

Фенологический учет фаз развития растений, оценка степени поражения растений различными видами болезней и насекомыми-вредителями проводили в полевых условиях. Результаты полевых и лабораторных исследований статистически обрабатывались по методикам Б.А.Доспехова (1979) и П.Ф.Рокицкого (1973).

2.6. Методы выделения и изучения спонтанных яровых мутантов пшеницы, ржи и тритикале.

Опыты по выявлению в гетерогенных популяциях озимых культур биотипов растений, способных переходить к генеративному развитию без яровизации, проводились в 1999 - 2007 гг. Весенний сев озимых культур 18 форм тритикале, пшеницы Лютесценс 105, двух диплоидных и двух тетраплоидных форм ржи во второй декаде мая служил селективным фоном, позволяющим выделить в их популяциях такие растения. Чистота эксперимента обеспечивалась тем, что яровые культуры тритикале и ржи на полях и опытных участках СибНИИРС никогда не высевались.

Степень проявления признака яровости проверяли у потомств выделенных растений с первого по четвертое поколения.

Чтобы выяснить, принадлежат ли спонтанные доминантные мутации у растений (гетерозиготы или доминантные гомозиготы – не известно) одному локусу или разным, применили трёхэтапную систему скрещиваний и анализа.

На первом этапе (гетерозиготизация доминантных генов) создаются гетерозиготы по двум изучаемым генам:

1.а)А1А1 х а1а1 ( А1а1 или А1а1 х а1а1 ( А1а1 + а1а1

б)А2А2 х а2а2 ( А2а2 или А2а2 х а2а2 ( А2а2 + а2а2

Рецессивные гомозиготы ликвидируются и на втором этапе (перекомбинация гетерозигот) гетерозиготы скрещиваются между собой:

2.а)А1 и А2 аллели одного локуса:

А1а1 х А2а2 ( А1А2 + А1а2 + А2а1+ а1а2

б) А1 и А2 аллели разных локусов:

А1а1а2а2 х А2а2а1а1 ( А1а1А2а2 + А1а1а2а2 + а1а1А2а2 + а1а1а2а2

Рецессивные гомозиготы ликвидируются, и на третьем этапе (аналитическом) яровые растения либо самоопыляются (переопыляются между собой у ржи, как строгого перекрестника), либо скрещиваются с рецессивными гомозиготами (аналитические скрещивания).

3.а)Если доминантные аллели А1 и А2 принадлежат одному локусу, то примерно, 1/3 потомства яровых растений не будет расщепляться в следующем поколении от скрещивания с родителем неизвестной генетической формулы, так как теоретически 1/3 потомства, полученного на втором этапе и ставшими родительскими формами при скрещиваниях на третьем этапе, должны были быть доминантными гомозиготами АА. То есть теоретически ожидаемое соотношение расщепляющихся семей к нерасщепляющимся равно 2:1.

б)Если аллели А1 и А2 принадлежат разным локусам, то потомства всех анализируемых родительских растений будет расщепляться как в результате опыления их рецессивными гомозиготами, так и от свободного их переопыления в популяции.

ГЛАВА 3. СОЗДАНИЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ПЕРВИЧНЫХ ТРИТИКАЛЕ И ИХ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ

Работы по созданию и изучению форм тритикале ведутся с 1974 г. на основе скрещиваний сортов мягкой пшеницы с сибирскими формами ржи и последующими межамфиплоидными скрещиваниями по нескольким направлениям. Их можно выразить, используя геномные формулы растений:

1. пшеница (BB AuAu DD) * рожь (RR) ( F1 ПРГ(BAuDR)

2. F1 ПРГ(BAuDR) * 6х ПРА (BB AuAu RR) ( ( 6х ПРА (B/D Au/D RR)

3. F1 ПРГ(BAuDR) ( обработка колхицином ( 8х ПРА (BB AuAu DD RR)

4. 8х ПРА (BB AuAu DD RR) ( спонтанная деполиплоидизация ( ( 6х ПРА + 6x пшеница

5. пшеница (BBAuAuDD) * рожь (RRRR) ( F1 (BAuDRR) (( 6х ПРА

6. 8х ПРА (BBAuAuDDRR) * 6х ПРА (BBAuAu RR) (( 6х ПРА (BBAuAuRR)

7. 6х ПРА (BBAuAuRR) * пшеница (BBAuAuDD) (( 6х ПРА (BBAuAuD/R).

3.1. Получение первичных тритикале на основе скрещиваний мягкой пшеницы с рожью.

Всего за все годы изучения опылено пыльцой ржи 248030 цветков пшеницы по 264 комбинациям и получено 8602 семян F1, что составляет в среднем 3,47% завязываемости (табл. 1). У большинства сортов пшеницы (88%) скрещиваемость с рожью была 0–10%, что позволяет предполагать у них гены нескрещиваемости Kr1 и Kr2. У 11% сортов пшеницы завязываемость семян была в пределах 10-30%, и у 1% (тестерные линии по генам Vrn: Triple Dirk D, Triple Dirk B и Triple Dirk F) - превышала 30%.

Наиболее успешным создание первичных октаплоидных озимых тритикале было в 1975 и 1983 годы, а яровых – в 2007 г.

На скрещиваемость пшеницы с рожью влияли как годы, так и генотип исходных родительских форм, особенно пшеницы, а на получение семей С1 влияли условия и способы обработки колхицином пшенично-ржаных гибридов (ПРГ) для удвоения у них числа хромосом.

При однократной обработке озимых проростков семян выход фертильных гибридов был меньше (14,2%) по сравнению с однократной обработкой корней расклонированных растений (18,8%), зато количество фертильных колосьев у фертильных гибридов при первом способе было 17%, а при втором – 9,2%.

Среди группы ПРГ, дважды подвергавшихся воздействию колхицина, максимальный выход фертильных гибридов (35,7%) был в том случае, когда ростки семян (II этап органогенеза) обрабатывали зимой 0,01%-ным раствором колхицина, а корни этих раскустившихся растений (III) обрабатывали 0,05%-ным раствором в апреле.

Таблица 1. Результаты получения первичных 8х тритикале

изучения Число

комбинаций опыленных цветков завязавшихся зерен F1 жизнеспособных семян полученных семей амфиплоидов С1*


загрузка...