Создание гаплоидов в культуре пыльников озимой мягкой пшеницы

В современном мире применение технологии культивирования изолированных пыльников в настоящее время является неотъемлемой частью процесса селекции пшеницы. Создание гаплоидов в культуре пыльников озимой мягкой пшеницы позволит получить новые формы пшеницы в кратчайшие сроки и без привлечения больших площадей. Цель исследований – дать оценку гибридам F₃ озимой мягкой пшеницы по отзывчивости пыльников и регенерации в культуре in vitro, выявить факторы, влияющие на выход гаплопродукции. Изучена способность к андрогенезу in vitro в культуре пыльников четырех гибридных комбинаций озимой мягкой пшеницы селекции ФГБНУ «АНЦ «Донской» интенсивного и полуинтенсивного типа. Проведена оценка роли минерального состава трех индукционных питательных средах N6, W14, NPB-99. Установлена связь основных этапов создания гаплоидных растений с генотипом. Наибольшая частота регенерации зеленых растений получена у образца F₃ 623 интенсивного типа (3,3%). Наиболее подходящей средой для андрогенеза пыльников озимой мягкой пшеницы in vitro является NPB-99. Поскольку генотип F₃ 623 интенсивного типа продемонстрировал высокие показатели гаплопродукционной способности, то он может быть успешно использован в селекционных программах для быстрого получения гомозиготных линий пшеницы в культуре пыльников in vitro. Используя двухфакторный дисперсионный анализ, была установлена взаимосвязь между эффектами генотипа, питательной среды и их взаимодействием с основными параметрами гаплообразования озимой пшеницы. Формирование эмбриогенных структур в основном связано с влиянием генотипа (46,52%). Доля питательного состава среды была низкой (1,82%), а фактор взаимодействия составил 2,1%. Наибольшее влияние на показатель количества регенерантов оказал генотип. Питательная среда мало повлияла. Что касается регенерации зеленых растений, которая является основным показателем гаплопродукционного процесса, доля влияния генотипа была наибольшей (47,32%). Вклад среды и взаимодействия факторов были менее важными, но статистически значимыми.

1. Головко С.Г., Калинина Н.В., Яцына А.А., Вожжова Н.Н., Ионова Е.В. Изучение способности к андрогенезу в культуре пыльников озимой мягкой пшеницы // Зерновое хозяйство России. 2019. № 6(66). С. 41-45.

2. Грауда Д., Жагата K., Ланка Г., Страздиня В., Фетере В., Лисина Н., Красневска Н., Фокина O., Mикельсоне A., Oрницанс Р., Белогрудова И., Рашаль И. Генетическое разнообразие растений-регенерантов пшеницы (Triticum aestivum L.), созданных методом культуры пыльников // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016. № 20(4). С. 537-544. DOI 10.18699/VJ16.176

3. Дьячук Т.И., Акинина В.Н., Хомякова О.В., Кибкало И.А., Поминов А.В. Эффективность метода культуры пыльников для ускоренного создания гомозиготных линий тритикале // Успехи современного естествознания. № 11. 2017. С. 24-29. DOI: 10.17513/use.36576

4. Круглова Н.Н., Сельдимирова О.А. Сравнительная оценка частоты образования андроклинных эмбриоидов у родительских сортов, гибридов F 1 и дигаплоидных линий гибридов F 1 яровой мягкой пшеницы // Пермский аграрный вестник. 2015. № 2(10). С. 66-71.

5. Barnabas B. Protocol for producing doubled haploid plants from anther culture of wheat (Triticum aestivum L.) // M. Maluszynski et al. (eds.). Doubled Haploid Production in Crop Plants. 2002. Р. 65-70.

6. Dwivedi S.L., Britt A.B.,Tripathi L., Sharma S.,Upadhyaya H.D., Ortiz R. Haploids: Constraints and opportunities in plant breeding // Biotechnology Advances. Vol. 33. Issue 6. Part 1. 2015. 33. Р. 812–829. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2015.07.001

7. Grauda D., Mikelsone A., Lisina N., Žagata K., Ornicans R., Fokina O., Lapina L., Rashal I. Anther culture effectiveness in producing doubled haploids of cereals // Рroceedings of the latvian academy of sciences. Section B. Vol. 68 (2014). No.3/4 (690/691). Р. 142–147. DOI:10.2478/prolas-2014-0016.

8. Testillano P.S. Microspore embryogenesis: Targeting the determinant factors of stress-induced cell reprogramming for crop improvement. Journal of Experimental Botany. 2019. Vol. 70. 11 pp. https://doi.org/10.1093/jxb/ery464.

9. Weigt D., Kiel A., Siatkowski I., Zyprych-Walczak J., Tomkowiak A., Kwiatek M. Comparison of the Androgenic Response of Spring and Winter Wheat (Triticum aestivum L.) // Plants. 2020. 9(1). 49 рр. https://doi.org/10.3390/plants9010049

10. Zheng M.Y., Bieren K., Griggs R. Developmental Dynamics of Wheat (Triticum aestivum L.) Microspores under Culture // Advances in Bioscience and Biotechnology. 2015. 6. Р. 693-701. http://dx.doi.org/10.4236/abb.2015.612072.