Влияние гамма-облучения женского гаметофита в кастрированных растениях яровой мягкой пшеницы на разрастание завязей при скрещивании с кукурузой

В течение 5 лет была проведена серия опытов по использованию γ-облучения женского гаметофита яровой мягкой пшеницы перед отдаленной гибридизацией с кукурузой с целью изучения влияния изменяющегося при облучении в различных дозах гормонального фона растений на разрастание завязей после опыления кукурузой. Установлены оптимальные сроки проведения работ по кастрации, облучению и опылению пыльцой кукурузы. Сделан вывод о необходимости проведения таких опытов в контролируемых условиях климокамеры, чтобы избежать дополнительных стрессов в период оплодотворения и развития зародыша. При γ-облучении в диапазоне доз от 3 до 15 Гр отмечены наилучшие результаты разрастания завязей (7,89–11,30 % разросшихся завязей). Установлено изменение уровня различных фитогормонов и возможное влияние этих изменений на завязываемость и рост завязей – потенциальных источников гаплоидных и апомиктично развитых генотипов. Отмечено, что для вариантов с наилучшими показателями разросшихся завязей характерно повышение значений соотношений салициловая кислота / индол-3-уксусная кислота и салициловая кислота / абсцизовая кислота по отношению к этим же значениям до облучения.

1. Битаришвили С. В., Волкова П. Ю., Гераськин С. А. Влияние γ-облучения семян на фитогормональный статус проростков ячменя // Физиология растений. 2018. Т. 65, № 3. С. 223–231. DOI: 10.7868/S0015330318030065

2. Воронов С. И., Лапочкина И. Ф., Макарова И. Ю., Яшина Н. А., Пишенин И. А., Бондаренко Е. В., Волкова П. Ю. Использование гамма-облучения женского гаметофита яровой мягкой пшеницы при скрещивании с кукурузой // Достижения и перспективы селекции и технологий возделывания сельскохозяйственных культур: материалы Международной научной конференции, посвященной 140-летию со дня рождения доктора сельскохозяйственных наук, профессора, лауреата Государственной премии, Героя Социалистического Труда Виктора Евграфовича Писарева. М., 2023. Т. 1, С. 68–79.

3. Дьячук Т. И., Акинина В. Н., Хомякова О. В., Калашникова Э. В. Отдаленная гибридизация как метод получения гаплоидных растений у злаков // Биотехнология и селекция растений. 2019. № 2(2). С. 44–52. DOI: 10.30901/2658-6266-2019-2-44-52

4. Colak N., Kurt-Celebi A., Fauzan R., Torun H., Ayaz F.A. The protective effect of exogenous salicylic and gallic acids ameliorates the adverse effects of ionizing radiation stress in wheat seedlings by modulating the antioxidant defence system // Plant Physiol Biochem. 2021. Vol. 168, P. 526–545. DOI: 10.1016/j.plaphy.2021.10.020

5. Dziurka K., Dziurka M., Muszyńska E., Czyczyło-Mysza I., Warchoł M., Juzoń K., Laskoś K., Skrzypek E. Anatomical and hormonal factors determining the development of haploid and zygotic embryos of oat (Avena sativa L.) // Scientific Reports. 2022. Vol. 12(1), Article number: 548. DOI: 10.1038/s41598-021-04522-y

6. Dziurka K., Dziurka M., Warchoł M., Czyczyło-Mysza I., Marcińska I., Noga A., Kapłoniak K., Skrzypek E. Endogenous phytohormone profile during oat (Avena sativa L.) haploid embryo development // In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant. 2019. Vol. 55(2), P. 221–229. DOI: 10.1007/s11627-019-09967-5

7. Jumali S. S., Said I. M., Ismail I., Zainal Z. Genes induced by high concentration of salicylic acid in Mitragyna speciose // Australian Journal of Crop Science. 2011. Vol. 5(3), P. 296–303

8. Kazan, K. Auxin and the integration of environmental signals into plant root development // Annals of botany. 2013. Vol. 112(9), P. 1655–1665.

9. Luo Y., Liu M., Cao J., Cao F., Zhang L. The role of salicylic acid in plant flower development // Forestry Research. 2022. Vol. 2(1), Article number: 14. DOI: 10.48130/FR-2022-0014

10. Pienaar R. D. V., Niekerk H. V. The effect of gamma-irradiation on wheat gametophytes // Proc. 4th In. Wheat Genetics Symp. Missouri Agr. Exp. Sta., Columbia. Mo. 1973. P. 289–294.

11. Roychoudhury A., Aftab T. Phytohormones, plant growth regulators and signaling molecules: cross-talk and stress responses // Plant Cell Reports. 2021. Vol. 40, Р. 1301–1303. DOI: 10.1007/s00299-021-02755-9

12. Wani S. H., Kumar V., Shriram V., Sah S. K. Phytohormones and their metabolic engineering for abiotic stress tolerance in crop plants // The Crop Journal. 2016. Vol. 4(3), P. 162–176. DOI: 10.1016/j.cj.2016.01.010