СЕЛЕКЦІЯ IN VITRO ПШЕНИЦІ ТА ТРИТИКАЛЕ НА СТІЙКІСТЬ ДО ВОДНОГО ДЕФІЦИТУ
Анотація
За використання селективної системи з низькомолекулярним манітом проведено селекцію in vitro і здійснено добір калюсних ліній пшениці м’якої озимої та ярої, тритикале озимого, стійких до модельованого водного дефіциту. Для отримання форм, стійких до осмотичного стресу, в представленій роботі використано методи культури тканин і органів in vitro, прямої та ступінчастої селекції in vitro і статистичного аналізу даних. У всіх досліджуваних генотипів виділено по дві стійкі калюсні лінії, які мали високий рівень виживання на селективному середовищі з 0,6 М манітом і зберігали морфогенетичний потенціал. Ступінчаста селекція in vitro виявилася ефективнішою, оскільки в результаті її застосування виділено більшу кількість стійких калюсних форм і отримано більше рослин-регенерантів. Зі стійких ліній індуковано рослини-регенеранти й оптимізовано їхнє дорощування, укорінення та переведення в умови in vivo. Формування рослин-регенерантів із калюсів відбувалося шляхом як геморизогенезу, так і соматичного ембріоїдогенезу. Оцінка рослин-регенерантів пшениці та тритикале, отриманих зі стійких калюсів, виявила підвищений рівень толерантності до водного дефіциту. Стійкість до осмотичного стресу виділених in vitro клітин збереглася в індукованих рослинах і на організмовому рівні забезпечила підвищення толерантності до водного дефіциту. Результати досліджень можуть свідчити про те, що рослини-регенеранти пшениці та тритикале, отримані шляхом клітинної селекції, мають генетично обумовлену ознаку стійкості до стресового фактора. Розроблена методика добору in vitro генотипів пшениці та тритикале на стійкість до водного дефіциту може застосовуватися в подальших дослідженнях як елемент біотехнологічних і селекційних програм. Шляхом клітинного добору загалом отримано 48 осмостійких сомаклональних варіантів, у тому числі пшениці м’якої озимої – 15 рослин, пшениці м’якої ярої – 14, тритикале озимого – 19, які є цінним селекційним матеріалом і будуть залучені до створення нових сортів інтенсивного типу зернових колосових культур.
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
Batyhyna T. B. embryohenez y morfohenez polovykh y somatycheskykh zarodyshei // Fyzyolohyia rastenyi. 1999. T. 46. № 6. S. 888-898.
Henerozova Y. P., Maevskaia S. N., Shuhaev A. H. Ynhybyrovanye metabolycheskoi aktyvnosty mytokhondryi etyolyrovannykh prorostkov horokha, podverhnutykh vodnomu stressu // Fyzyolohyia rastenyi. 2009. T. 56. № 1. S. 45-52.
Honcharuk O. M., Bavol A. V., Dubrovna O. V. Morfohenez v kulturi apikalnykh merystem pahoniv vysokoproduktyvnykh sortiv ozymoi pshenytsi // Fyzyolohyia rastenyi y henetyka. 2014. T. 46. № 3. S. 245-251.
Dubrovna O. V., Morhun B. V. Klitynna selektsiia pshenytsi na stiikist do stresovykh chynnykiv dovkillia // Fyzyolohyia y byokhymyia kult. rastenyi. 2009. T. 41. № 6. S. 463-476.
Dubrovnaia O. V. Selektsyia in vitro pshenytsy na ustoichyvost k abyotycheskym stressovym faktoram // Fyzyolohyia rastenyi y henetyka. 2017. T. 49. № 4. S. 279-292. https://doi.org/10.15407/frg2017.04.279
Ereshchenko O. V., Khlebova L. P. Kletochnaia selektsyia yarovoi tverdoi pshenytsy na ustoichyvost k defytsytu vlahy // Tekhnolohyy y oborudovanye khymycheskoi, byotekhnolohycheskoi y pyshchevoi promyshlennosty: materyaly VIII Vseros. nauch-prakt. konf. studentov, aspyrantov y molodykh uchenykh s mezhdunar. uchastyem (Byisk, 20-22 maia 2015 h.). Byisk: Yzd-vo Alt. hos. tekhn. un-ta, 2015. S. 232-236.
Zinchenko M. O. Klitynna selektsiia miakoi pshenytsi na stiikist do kompleksu stresovykh chynnykiv: dys. ... kand. biol. nauk: 03.00.15. K., 2014. 200 s.
Pykalo S. V., Demydov O. A., Prokopik N. I. ta in. Skryninh in vitro hibrydiv F2 pshenytsi yaroi na stiikist do vodnoho defitsytu // ScienceRise: Biological Science. 2018. № 3(12). S. 12-18. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2018.133030
Pykalo S. V., Zinchenko M. A., Voloshchuk S. I., Dubrovna O. V. Skryninh henotypiv trytykale ozymoho na stiikist do vodnoho defitsytu v kulturi apikalnykh merystem pahoniv // Visn. Ukr. t-va henetykiv i selektsioneriv. 2014. T. 12. № 2. S. 191-199.
Pykalo S. V., Prokopik N. I., Yurchenko T. V. Morfohenez hibrydiv F2 pshenytsi yaroi v kulturi apikalnykh merystem pahoniv // Biotekhnolohiia - innovatsiinyi shliakh rozvytku selektsii roslyn: tezy dopovidei Mizhnar. nauk. konf. (Odesa, 8-10 zhovtnia 2018 r.). Odesa: Astroprynt, 2018. S. 37-38.
Pykalo S. Kaliusohenez ta reheneratsiia roslyn trytykale ozymoho v kulturi apikalnykh merystem pahoniv // Visn. Lviv. un-tu. Ser. biol. 2015. Vyp. 69. S. 20-26.
Reshetnykov V. N., Spyrydovych E. V., Nosov A. M. Byotekhnolohyia rastenyi y perspektyvy ee razvytyia // Fyzyolohyia rastenyi y henetyka. 2014. T. 46. № 1. S. 3-18.
Rybalka O. I., Morhun V. V., Morhun B. V., Pochynok V. M. Ahronomichnyi potentsial i perspektyvy trytykale // Fyzyolohyia rastenyi y henetyka. 2015. T. 47. № 2. S. 95-111.
Solovykh N. V. Dyahnostyka soleustoichyvosty rastenyi roda Rubus byotekhnolohycheskym metodom // Vestn. MychHAU. 2010. № 1. C. 68-72.
Solodushko M. M. Produktyvnist ozymykh ta yarykh zernovykh kolosovykh kultur v Stepu Ukrainy // Biul. In-tu silskoho hospodarstva stepovoi zony. 2013. № 4. S. 18-22.
Stupko V. Iu., Luhovtsova S. Iu., Zobova N. V. Polevaia otsenka rezultatyvnosty sozdanyia in vitro stressoustoichyvykh form yachmenia y pshenytsy // Dostyzhenyia nauky y tekhnyky APK. 2014. № 6. C. 11-14.
Tyshchenko E. N., Dubrovnaia O. V. epyhenetycheskaia rehuliatsyia. Metylyrovanye DNK henov y transhenov rastenyi. K.: Lohos, 2004. 232 s.
Trukhacheva N. V. Matematycheskaia statystyka v medyko-byolohycheskykh yssledovanyiakh s prymenenyem paketa Statistica. M.: HeOTAR-Medya, 2012. 379 s.
Kharchenko M. V. Adaptyvnist sortiv trytykale ozymoho v umovakh Lisostepu Ukrainy // Myronivskyi visnyk. 2016. Vol. 2. P. 129-140.
Ahmad A., Zhong H., Wang W., Sticklen M. Shoot apical meristem: In vitro regeneration and morphogenesis in wheat (Triticum aestivum L.) // In Vitro Cell. Develop. Biol.-Plant. 2002. Vol. 38. N 2. P. 163-167. https://doi.org/10.1079/IVP2001267
Ahmed A. Response of immature embryos in vitro regeneration of some wheat (Triticum aestivum L.) genotypes under different osmotic stress of mannitol // J. Agric. Sci. 1999. Vol. 30. N 3. P. 25-34.
Al-Jobori K. M., Al-Tamemy L. H. N. Selection for drought tolerance genotypes in bread wheat (Triticum aestivum L.) under in vitro conditions based on molecular approaches // Biochem. Cell. Arch. 2018. Vol. 18. N 1. P. 181-188.
Bartels D., Sunkar R. Drought and salt tolerance in plants // Crit. Rev. Plant Sci. 2005. Vol. 24. N 1. P. 23-58. https://doi.org/10.1080/07352680590910410
Blum A. Drought resistance, water-use efficiency, and yield potential - are they compatible, dissonant, or mutually exclusive? // Austr. J. Agricult. Res. 2005. Vol. 56. N 11. P. 1159-1168. https://doi.org/10.1071/AR05069
Farshadfar E., Amiri R. In vitro application of integrated selection index for screening drought tolerant genotypes in common wheat // Acta agriculturae Slovenica. 2016. Vol. 107. N 2. P. 335-344. https://doi.org/10.14720/aas.2016.107.2.07
Hsissou D., Bouharmont J. In vitro selection and characterization of drought-tolerant plants of durum wheat (Triticum durum Desf.) // Agronomie. 1994. Vol. 14. N 2. P. 65-70. https://doi.org/10.1051/agro:19940201
Lestari E. G. In vitro selection and somaclonal variation for biotic and abiotic stress tolerance // Biodiversitas. 2006. Vol. 7. N 3. R. 297-301. https://doi.org/10.13057/biodiv/d070320
Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. 1962. Vol. 15. N 3. P. 473-497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Rai M. K., Kalia R. K., Singh R. et al. Developing stress tolerant plants through in vitro selection - An overview of the recent progress // Environ. Exper. Bot. 2011. Vol. 71. N 1. P. 89-98. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2010.10.021
Wang X., Xu Y., Li J. et al. Identification of two novel wheat drought tolerance-related proteins by comparative proteomic analysis combined with virus-induced gene silencing // Int. J. Mol. Sci. 2018. Vol. 19. N 12. P. 4020. https://doi.org/10.3390/ijms19124020
Zhang S., Zhang H., Zhang M. B. Production of multiple shoot from shoot apical meristems of oat (Avena sativa L.) // J. Plant Physiol. 1996. Vol. 148. N 6. P. 667-671. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(96)80365-8
DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2019.80.03
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.
