Гаметная и зиготная селекция.
Традиционным для селекционера является отбор на уровне спорофита. Между тем в жизненном цикле однолетних растений из 12 этапов органогенеза 7 относятся к репродуктивным фазам развития (Куперман, 1977; Кравченко, 1993): формирование цветков, микро и макроспорогенез, гаметогенез, прорастание и рост пыльцевых трубок, зигото и эмбриогенез. Именно на этих этапах жизненного цикла растения происходит интенсивная элиминация нетрадиционных рекомбинантных генотипов, носящая характер стабилизирующего отбора. До стадии взрослого растения доходит только очень малая часть мич. прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок, оплодотворяю»! способность. Образцы выращивали в открытом грунте при общепринятой агротехнике.
Для получения семенного потомства, устойчивого к свинцу и кадмию, проводили искусственное опыление своей и чужеродной пыльцой на сортах Доходный и Beta. Предварительно на рыльца пестиков наносили пипеткой следующие растворы: дистиллированную воду (контроль); нитрат свинца в концентрации 100 мг/л; ацетат кадмия — 20 мг/л. Жизнеспособность пыльцы перед опылением определяли методом проращивания на искусственной питательной среде (Лях, 1985). При оценке солеустойчивости мужских гамет и состав среды дополнительно вводили нитрат свинца и ацетат кадмия в указанных выше концентрациях. Длину пыльцевых трубок измеряли в делениях окуляр-микрометра. Устойчивость пыльцы к тяжелым металлам определяли как отношение жизнеспособности пыльцы в опыте к ее жизнеспособности в контроле, умноженное на 100%.
Наиболее полно характеризует воздействие тяжелых металлов на пыльцу такой показатель, как устойчивость.
Мы сгруппировали все исследуемые образцы в четыре группы (табл. ). Устойчивой к кадмию и свинцу оказалась пыльца сортов Partero и WPR-188. Линия 4 устойчива к кадмию и неустойчива к свинцу. Образцы Beta и L.pimpinellifolium неустойчивы к кадмию, но устойчивы к свинцу. Неустойчивы к обоим тяжелым металлам остальные 15 образцов.
Изучение длины пыльцевых трубок у исследуемых сортов выявило их сортоспецифическую реакцию как в контроле, так и в опыте. Значимое уменьшение длины пыльцевых трубок получено в опытных вариантах практически у всех испытуемых форм, причем на кадмий они реагируют в большей степени, чем на свинец. Выявлено, что при прорастании пыльцы на среде с кадмием у пыльцевых зерен происходило растворение пыльцевых трубок. Длина пыльцевых трубок уменьшалась в зависимости от образца в 1,5—4,5 раза.
При отработке методики гаметной селекции на устойчивость к токсикантам путем создания селективной среды на рыльце пестика при опылении выявлено, что раствор нитрата свинца снижал завязываемость плодов томата в 2 раза по сравнению с контролем, в то время как раствор ацетата кадмия большей частью не влиял на данный показатель. Отмечено, что у сорта Доходный при опылении своей пыльцой на фоне селективного агента достоверно уменьшается осемененность, в то время как у сорта Beta такой реакции не обнаружено. Ранее нами было показано, что пыльца сорта Доходный неустойчива к кадмию и свинцу, а пыльца сорта Beta превосходит ее по
|
|
|
|
|
Таблица |
Устойчивость пыльцы томата к тяжелым металлам, % |
|
ОЛрл.ч-ц |
PIXNO,), |
С(КСН,СОО), |
1992 г. |
|
|
|
|
|
|
1993 г. |
в среднем |
1992 г. |
1993 г. |
в среднем |
|
|
Устойчив |
к Cd и РЬ (>50%) |
|
|
I'Mltcro |
89,0 |
52,0 |
70,5 |
60.0 |
50.5 |
55.3 |
WPR 188 |
66.0 |
57,8 |
61,9 |
71.0 |
57.2 |
64.1 |
|
|
Устойчив к |
Cd, неустойчив к РЬ |
|
|
/1мния 4 |
74.0 |
25,8 |
49,9 |
59,0 |
50.8 |
54.9 |
|
|
Неустойчив к Cd. устойчив к. РЬ |
|
|
ЦНл |
69.0 |
61,3 |
65,1 |
47.0 |
42.2 |
44.6 |
1 pimpinel- |
|
|
|
|
|
|
h folium |
102.0 |
37,4 |
69,7 |
46,0 |
48.4 |
47.2 |
|
|
Неустойчив к Cd и РЬ (<50%) |
|
|
Yiwor |
27,0 |
23,8 |
25.4 |
57,0 |
40.5 |
48.7 |
New Yorker |
29,0 |
34,9 |
31,9 |
54,0 |
22.2 |
38.1 |
S л.mini |
61.0 |
35,5 |
48,2 |
57,0 |
34.5 |
46.7 |
Opus |
6.0 |
21,4 |
13,7 |
18,0 |
23.5 |
20.7 |
Povarek |
21.0 |
32,5 |
26.7 |
29,0 |
46.2 |
37.6 |
Radek |
9.0 |
16,6 |
12,8 |
27.0 |
49.2 |
38.1 |
Sllto |
24.0 |
35,7 |
29.8 |
38,0 |
41.1 |
39.5 |
Weda |
18,0 |
14,9 |
16,4 |
23.0 |
21.8 |
22.4 |
mca |
21,0 |
41.1 |
31,0 |
34.0 |
33.7 |
33,9 |
Линия 1 |
21,0 |
6 7.7 |
44.3 |
10,0 |
19.3 |
14,6 |
Линия 7 |
47,0 |
38,0 |
42,5 |
14.0 |
24.1 |
19.0 |
Спринт |
17,0 |
69,6 |
43,3 |
38.0 |
27.6 |
32.8 |
Калинка |
30,0 |
53,5 |
41,7 |
50.0 |
47.0 |
48.5 |
Rlposta |
16,0 |
41,0 |
28,5 |
45,0 |
42.9 |
43.9 |
П-7 |
7.0 |
40,3 |
23,6 |
17.0 |
32.9 |
24.9 |
Доходный |
10,0 |
— |
— |
14.0 |
— |
— |
Талалихин |
7.0 |
— |
— |
17,0 |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
устойчивости к кадмию в 3,3 раза и по устойчивости к свинцу в 6,9 раза. Вероятно, концентрацию селективного агента надо подбирать индивидуально для каждого сорта.
Таким образом, нами в результате анализа жизнеспособности пыльцы и ее устойчивости к тяжелым металлам установлена сортовая реакция пыльцы на токсиканты; выявлены сорта, устойчивые по мыльце к одному или двум тяжелым металлам (кадмий, свинец), испытана методика гаметной селекции на устойчивость к токсикантам путем создания селективной среды на рыльце пестика.
В целом следует отметить, что гаметная и зиготная селекция имеет большие перспективы как метод адаптивной селекции в связи с ее относительной простотой и возможностью оперировать с большим числом генотипов. Однако в каждом конкретном случае необходимо подтверждение связи между устойчивостью гаметофита и спорофита растения.
Похожие статьи:
Добавить статью в закладки

|