Geum.ru

Повышение устойчивости ячменя к стрессовым биотическим и абиотическим факторам в сибири (генетико-биотехнологические аспекты) 03. 00. 16 экология 06. 01. 05 селекция и семеноводство

Вид материалаЛекция
Глава 5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КУЛЬТУРЫ ИЗОЛИРОВАННЫХ ТКАНЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕНОТИПОВ ЯЧМЕНЯ К СТРЕССОВЫМ БИОТИЧЕСКИМ ФАКТОРА
F. nivale (Fn)
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7

Глава 5

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КУЛЬТУРЫ ИЗОЛИРОВАННЫХ ТКАНЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕНОТИПОВ ЯЧМЕНЯ К СТРЕССОВЫМ БИОТИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ

5.1. Иммунологическая оценка линий регенерантов. Оценку линий-регенерантов и их родительских форм проводили на искусственном инфекционном фоне с использованием местной популяции возбудителей пыльной головни. На фоне повышенной устойчивости стандарта Красноярский 80 и большей части регенерантов к возбудителям пыльной головни наиболее устойчивыми к инфекции оказались три регенеранта – ГДГ-28h-949, СР.3-ГДГ-28h-949, СР.2-ГДГ-6h-949. Лабораторная оценка устойчивости регенерантов по поражению зерна «черным зародышем» показала, что из 18 исследованные линий регенерантов половина по уровню зараженности не превышала стандарт, только три линии имели большее поражение (КР-3.2-Кедр, СР-3-У-20-704, СР-2-ГДГ-6h-949), а 6 линий достоверно менее поражались «черным зародышем». По сравнению с родительскими формами линии регенерантов либо не изменили, либо повысили свою устойчивость к инфекциям.


5.2. Использование методов in vitro в селекции зерновых культур на устойчивость к корневым гнилям. В качестве селектирующего фактора использовали несколько вариантов метаболитов возбудителей корневых гнилей: культуральные фильтраты грибов р. Fusarium и р. Bipolaris, а также их совместные метаболиты. Проверяли интервал концентраций в культуральной среде от 10 до 40% по объему (табл. 5). Метаболиты вносили в среду пролиферации каллусов. Из представленных результатов видно, что добавление смеси токсических метаболитов в концентрации 20% является наиболее приемлемым, так как при выраженном токсическом эффекте выжившие каллусы сохраняют способность к морфогенезу.

Таблица 5 – Влияние микотоксинов в среде пролиферации на каллусные культуры ячменя сорта Красноярский 80
В этих условиях проведена дифференциация одиннадцати генотипов по реакции каллусов ячменя на микотоксины. Выход регенерантов со сред с токсинами очень низкий и в среднем не превышает 4%.

Концентрация и состав токсических метаболитов
Выжившие каллусы, %
Регенерировав-шие каллусы, %

Fusarium – 10%
72
12

Bipolaris +Fusarium – 20%
60
15

Fusarium – 33%
35
9

Bipolaris – 40%
15
7

Полученные на этих средах регенеранты в лабораторных условиях по сравнению с исходными формами показали большую устойчивость к инфекции (Сурин и др., 2002). Кроме токсинов, образованных при совместном культивировании грибов р. Bipolaris и р. Fusarium, на 14 генотипах селекционных линий изучали действие метаболитов отдельных видов грибов р. Fusarium (F. nivale и F. sporotrichioides). Сильнее по сравнению с F. nivale угнетали регенерационные процессы метаболиты F. sporotrichioides (табл. 6). Эффект обоих препаратов был дозозависимым. Если на пролиферацию каллуса токсины других видов (F. moniliforme и F. solani) влияния не оказали, то морфогенез и регенерацию метаболиты F. moniliforme ингибировали достоверно, а F. solani – лишь незначительно (табл. 7).




Таблица 6 – Характеристика регенерационных процессов на средах с токсинами F. nivale (Fn) и F. Sporotrichioides (Fs) в культуре незрелых зародышей образцов ячменя, 2003 г.

Показатель
Введено зародышей, шт.
Индукция каллусогенеза, %
Пролиферация, %
Морфогенез, %
Образование регенерантов, %

Конт

роль
Fn 20%
Fn 40%
Fs

20%
Fs 40%
Конт

роль
Fn 20%
Fn 40%
Fs

20%
Fs 40%
Конт

роль
Fn 20%
Fn 40%
Fs

20%
Fs 40%

Генотипов - 14
2313
32,9
56,1
31,6
14,8
26,5
8,9
15,7
5,6
4,9
5,5
1,4
1,0
1,56
1,25
2,28
0

Δ к контролю






К
-24,5
-41,3
-29,6
-47,2
К
-10,1
-10,8
-10,2
-14,3
К
0,56
0,25
1,28
-1,0

Δ к контролю









К
-20,3
К
-18,0



К
-0,7
К
-4,1



К
-0,31
К
-2,3

НСР0,05






15,6
6,83
3,49



Таблица 7 – Характеристика регенерационных процессов адаптивных линий ярового ячменя в культуре незрелых зародышей на средах с микотоксинами (концентрация в среде - 20%) F. moniliforme (F. mon.) и F. solani (F. sol.), 2007 г.

Наименование сорта, линии
Введено, шт.
Индукция каллусогенеза, %
Пролиферация, %
Морфогенез, %
Регенерация, %

Контроль
F. mon.
F. sol.
Контроль
F. mon.
F. sol.
Контроль
F. mon.
F. sol.

Красноярский 80
61
74,5
92,9
100
100
53,6
27,3
30,0
42,9
0,0
30,0

Е-19-6411
41
78,0
78,3
90,9
85,7
39,1
54,5*
42,9
34,8
45,5*
28,6

З-18-7685
32
96,9
100
92,3
100
59,3
23,1
27,3
59,3
15,4
18,2

Л-11-38
40
90,0
100
66,7*
85,7
66,7
33,3
35,7
50,0
22,2
28,6

Л-11-41
46
69,6
89,3
100
100
28,6*
22,2
16,7
25,0
0,0
8,3

Н-67-1220
31
96,8
77,8
100
80,0*
29,6
27,3
50,0*
14,8
27,3
40,0

Среднее
251
84,3
89,7
91,7
91,9
46,2
31,3*
33,8
37,8
18,4*
25,6

Фактор генотипов - НСР0,05






18,8
23,4
27,3

Фактор среды - НСР0,10






10,8
13,4
15,6

* - достоверные изменения


Действие токсинов корневых гнилей отрицательно сказалось и на регенерационном потенциале растений. Наибольшую токсичность обнаружили чистые метаболиты грибов рода Fusarium: F. sporotrichioides и F. moniliforme.

Таким образом, выявлен сильный токсический эффект метаболитов корневых гнилей на жизнеспособность и регенерацию каллусных культур, который зависит от родовой и видовой принадлежности возбудителя заболевания. Подобраны условия для создания в культуре in vitro регенерантов, устойчивых к действию токсинов. На средах с токсинами получены регенеранты и в настоящее время они проходят полевые испытания.