Гаметический эмбриогенез является одной из форм тотипотентности растительной клетки, при которой клетки мужского или женского гаметофитов проявляют способность формировать эмбриоиды (спорофит). Регенерация гаплоидных растений из эмбриоидов и последующее удвоение числа хромосом приводят к получению удвоенных гаплоидов, или DH-линий. Технологии производства удвоенных гаплоидов дают возможность одноступенчатого создания гомозигот из гетерозиготных растений. Разработка эффективных гаплоидных протоколов имеет большое значение для селекции, их применение сокращает время и затраты для создания новых сортов. Микроспоровый или пыльцевой эмбриогенез используется более широко в сравнении с другими методами получения гаплоидных растений. В значительной степени это связано с большим количеством мужских гаметофитов в пределах одного пыльника по сравнению с единичными гаметофитами в зародышевом мешке. Переключение культивируемых in vitro микроспор с гаметофитного на спорофитный путь развития, как правило, индуцируется различными стрессами, применяемыми на донорные растения, соцветия, изолированные пыльники или микроспоры в условиях как in vivo, так и in vitro. Физические и химические предобработки (холодовой и тепловой шок, углеводное голодание, колхицин, бутанол) действуют как триггеры, индуцирующие спорофитный путь развития, и предотвращают гаметофитное развитие микроспор. Накопленные литературные данные позволяют предположить, что холодовой шок влияет фактически как антистрессовый фактор, смягчающий действие реального стресса, вызванного голоданием изолированных от растения пыльников или микроспор. Под воздействием стрессов сильновакуолизированная поляризованная микроспора трансформируется в деполяризованную и дедифференцированную клетку, что является обязательным условием для репрограммирования ее развития в спорофит (эмбриоид). В настоящем обзоре мы обобщили данные о роли различных стрессов в индукции микроспорового эмбриогенеза и некоторые возможные механизмы их действия на клеточном и молекулярном уровне. Выявление новых стрессов и способов их воздействий, повышающих потенциал микроспорового эмбриогенеза, позволит создать эффективные протоколы получения DH-линий для их использования в селекции экономически ценных видов растений. Ключевые слова: гаплоиды; удвоенные гаплоиды; гомозиготность; культура пыльников и микроспор; микроспоровый эмбриогенез; стрессы.Для цитирования: Дьячук Т.И., Хомякова О.В., Акинина В.Н., Кибкало И.А., Поминов А.В. Микроспоровый эмбриогенез in vitro -роль стрессов. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019;23(1):86-94.Gametic embryogenesis is one form of totipotency of plant cells, in which either male or female gametes are induced to form embryoids (sporophytes). Regeneration of haploid plants from embryoids and subsequent chromosome duplication result in doubled haploids and DH-lines. The production of haploids and doubled haploids (DHs) through gametic embryogenesis allows a single-stage development of complete homozygous lines from heterozygous plants. The development of effective haploid ...

The article presents the study results of the breeding value of winter triticale lines in the main competitive variety-testing. The va­riety “Student” was used as a standard variety introduced into the State List of Protected Breeding Achievements in the Nizhny-Volga region. There have been selected the most valuable lines as the sources for use in breeding programs. There were identified such promising lines for high grain productivity as № 1 (F11Polessky 10/Vodoley), № 7 (F12Sargau/Polessky 7), № 9 (F8Vodoley/ADP-2//Modus), № 12 (F7Student/Vodoley) with potential of 65.5–83.0 hwt/ha. The plant height of these lines is reduced compared with the standard variety on 22–37 cm. The study results have shown the existence of a wide spectrum of genotypic variability of the “cell membrane permeability”, as a key physiological indicator of drought resistance among the triticale lines and varieties. According to the damage degree of cell membranes, the line № 9 and the variety “Svyatozar” were selected. The lowest value of this indicator was revealed in the genotypes (35.5 and 31.5%) and it does not differ from that in the winter rye variety “Saratovskaya 7” (33.5%, 13.1% of НСР05). The lines № 1, № 7, № 9 and № 11, which according to the complex of the studied parameters are close to the variety “Valentin 90”, are of interest in the breeding work to improve baking traits of triticale.

No abstract

Метод культуры пыльников был использован для ускоренного получения гомозиготных линий озимого тритикале. Проведены цитологические исследования, подтверждающие спорофитное развитие микроспор в культуре пыльников. Изучена эффективность гаплопродукции у шести гибридов тритикале. Установлена генотипическая зависимость основных этапов получения гаплоидных растений. Выход эмбриогенных структур составил 9,0-145,4 % к числу культивируемых пыльников, регенерация растений-4,3-18,4 %. Высокая частота хлорофиллдефектных регенерантов (альбиносов) является уязвимым местом этой гаплоидной биотехнологии тритикале. Всего в опыте получено 1129 растений, среди которых 309 зеленых и 820-хлорофиллдефектных. Соотношение зеленых растений к альбиносам у разных гибридов колебалось от 2:1 до 1:20. Применение двухфакторного дисперсионного анализа позволило выявить долю влияния генотипа, питательной среды и их взаимодействия на основные параметры гаплопродукции тритикале. Формирование эмбриогенных структур обусловлено в основном влиянием генотипа (75 %). Доля влияния состава питательной среды была незначительной (3,2 %), взаимодействие факторов составило 20,1 %. На показатель «регенерация растений» наибольшее влияние оказали генотип (45,5 %) и взаимодействие генотип x питательная среда (51,7 %). Вклад питательной среды был статистически недостоверным. Для показателя «регенерация зеленых растений» наибольшей была доля влияния взаимодействия факторов (69,8 %). Вклад генотипа и питательной среды был менее значимым, но статистически достоверным. Созданные на основе культуры пыльников DH-линии включены в селекционный процесс озимого тритикале. В то же время необходимо отметить, что генотипическая зависимость всех этапов получения гаплоидных растений и высокий процент альбинизма все еще ограничивают возможность широкого использования этой гаплоидной биотехнологии в селекции тритикале.

No abstract