И. Б. Саук, Е. А. Брыль, В. С. Анохина

Вид материала

Документы

Содержание Биотический стресс F. oxysporum var orthoceras C. gloeosporioides Абиотический стресс F. oxysporum var. orthoceras

Подобный материал:

• Творческий отчёт Анохина И. А. Лихтинен, 487.81kb.
• Донозологический контроль соматического здоровья населения 03. 00. 13- физиология, 836.84kb.
• И. о директора нп «Клуб спортивных путешествий «Саук-Пай», 158.01kb.
• И. о директора нп «Клуб спортивных путешествий «Саук-Пай», 89.34kb.
• Учитель Анохина Нина Алексеевна моу лицей №4 г. Данкова 2009 год тема урок, 113.88kb.
• Российская академия медицинских наук нии нормальной физиологии им. П. К. Анохина, 747.43kb.
• Т. Я. Анохина > Т. Н. Зайцева > Е. Г. Солуянова лекции, 1508.99kb.
• Психосоциальная проблема, направленная на восстановление физиче­ского и психосоциального, 348.21kb.
• И. А. Анохина Диагностика культуры здоровья у детей, 908.63kb.
• Библиографический указатель книг, поступивших в библиотеку, 172.52kb.

Использование микрогаметофитного отбора для выделения генотипов люпина по устойчивости к стрессам

И.Б. Саук, Е.А. Брыль, В.С. Анохина

Белорусский государственный университет, 220030, Республика Беларусь,

г. Минск, пр-т. Независимости, 4. E-mail: saukib@bsu.by


Селекция растений на устойчивость к абиотическим и биотическим стрессам является одним из приоритетных направлений сельскохозяйственной науки. Традиционные методы селекции на устойчивость к различным факторам среды сложны, длительны и не всегда эффективны. В связи с этим является актуальной разработка экспресс-метода диагностики устойчивости вегетирующего растения к биотическим и абиотическим стрессам.

В этой связи особый интерес представляют начатые и успешно используемые в последние годы работы по гаметной селекции, позволяющие провести раннюю оценку селекционных образцов по реакции гаметофита растений на воздействие биотических и абиотических факторов среды. Гаметная селекция представляет собой отбор перспективных генотипов в гаплоидной фазе развития растений [1]. Благодаря наличию корреляции между резистентностью спорофита и гаметофита гаметная селекция успешно используется для оценки устойчивости растений к неблагоприятному влиянию экстремальных абиотических факторов среды [2-4]. При изучении жизнеспособности пыльцы у Arabidopsis thaliana было выявлено влияние температурного фактора на процент прорастания пыльцы и длину пыльцевых трубок[5]. У культуры люпина существует ряд факторов, вызывающих либо полную элиминацию растений (отдельные болезни), либо снижение их выживаемости в процессе онтогенеза (контрастные температуры). В то же время актуальна разработка экспериментальных методов выявления устойчивых генотипов к этим стрессам. Одним из них может служить микрогаметофитный отбор, ранее модифицированный нами применительно к культуре люпина.

Целью нашей работы было изучение реакции мужского гаметофита растений на биотический и абиотический стресс.

В качестве биотического стресса использовали культуральные жидкости (КЖ) патогенных грибов рода Fusarium и Colletotrichum. Род Fusarium в опыте представлен тремя видами грибов:F. oxysporum var orthoceras, F. sporotrichioides, F. javanicum. Из возбудителей антракноза люпина использованы в эксперименте Colletotrichum gloeosporioides Penz. и C. lupini (Bondar) Nirenberg, Fielerand, Hagedorm. В качестве абиотического стресса использовали контрастные температуры:3С,8С,35С,40С. Контролем в эксперименте служила оптимальная для пыльцы температура (22 С).

Объектами исследования служили семена образцов люпина желтого и узколистного. Используемые в опыте образцы двух видов люпина отличались по происхождению, морфологическим и хозяйственно ценным признакам, периоду вегетации и длительности производственного их возделывания. При анализе жизнеспособности пыльцы учитывали процент ее прорастания и длину пыльцевых трубок.

Биотический стресс

В результате анализа фузариозоустойчивости образцов люпина узколистного по мужскому гаметофиту установлено, что устойчивыми к действию КЖ F. oxysporum var orthoceras являются сортообразцы: Ладный, Кристалл, Сидерат 38, Светаник, Дикаф-14, Першацвет - у которых процент прорастания пыльцы составил от 58,57 до 96,03 % от контроля, а длина пыльцевых трубок – 57,30 – 80,79 % от контроля. При анализе реакции мужского гаметофита на действие КЖ F. sporotrichioides, установлено, что по проценту прорастания пыльцы (82,76 % и 65,03 % от контроля соответственно) и по длине пыльцевых трубок (82,0 % и 65,68 % от контроля соответственно) относительно устойчивыми являются сортообразцы Першацвет и Миртан. Относительная устойчивость на действие КЖ F. javanicum отмечена у сортов Миртан и Першацвет, процент прорастания пыльцы у которых составил 81,71 % и 88,41 % от контроля, а длина пыльцевых трубок 80,07 % и 73,33 % от контроля соответственно.

Наиболее устойчивой среди изученных образцов люпина желтого к действию КЖ F. oxysporum var orthoceras, учитывая реакцию мужского гаметофита, оказалась Мутантная форма (процент прорастания пыльцы - 73,55 % от контроля, длина пыльцевых трубок - 55,20 % от контроля). При анализе действия КЖ F. sporotrichioides установлено, что наиболее устойчивыми к этому патогену с учетом анализируемых параметров оказались сортообразцы: Afus, Мутантная форма и М - 3, процент прорастания пыльцы у которых был от 59, 86 % до 84, 25 % по отношению к контролю. По действию КЖ F. javanicum на параметры мужского гаметофита выявлены относительно устойчивые образцы СН 22/90 и М-3 [6].

В результате проведенных исследований установлено, что относительно устойчивыми к действию КЖ C. gloeosporioides являются сорта Дикаф-14, Митан, Миртан, Першацвет и Кристалл. Сравнительную устойчивость к действию КЖ C. lupini проявили генотипы сортов Дикаф-14, Митан, Миртан, Брянский 1121, Першацвет и Хвалько. Генотипы сортов Першацвет, Дикаф-14, Митан и Миртан оказались относительно устойчивыми к действию КЖ двух видов – возбудителей антракноза люпина. Из изученных образцов желтого люпина наименее поражаемыми обоими видами патогенов были образцы, ранее полученные в НИЛ цитогенетики растений – М 3 и Мутантная форма [7].

Абиотический стресс

Все изученных образцы люпина узколистного к действию контрастных температур оказались относительно устойчивыми (процент жизнеспособности пыльцы в опытных вариантах был равен от 70 до 97 % относительно контроля)

В результате оценки гаметофита сортообразцов люпина желтого по устойчивости к контрастным температурам установлено, что под действием контрастных температур показатель жизнеспособности пыльцы, так же как и у узколистного люпина, снизился незначительно у всех изученных образцов. Исключение характерно для сортов Кастрычнiк, Afus, Академический 1, у которых действие самых низких температур приводило к резкому снижению прорастания пыльцы.

По критерию длины пыльцевых трубок к действию контрастных температур наиболее устойчивыми оказались генотипы сортов люпина узколистного - Кристалл и Першацвет, длина пыльцевых трубок которых в опытных вариантах снизилась не более 40 % от контроля. При анализе же длины пыльцевых трубок у люпина желтого установлено, что наиболее устойчивыми к воздействию высоких температур оказались образцы М-4 (69,23 % и 65,08 % от контроля), Академический 1 (73,23 % от контроля) и Кастрычнiк (76,49 %). Наиболее устойчивым к низкотемпературному стрессу является образец М-3 (62,75 % от контроля). Генотипы остальных изученных образцов проявили слабую устойчивость к низкотемпературному стрессу.

Нами показано, что устойчивыми по параметрам гаметофита и спорофита к действию КЖ F. oxysporum var. orthoceras являются генотипы сортообразцов Светаник, Першацвет, Ладный люпина узколистного и Мутантная форма люпина желтого. Генотипы сортов Миртан и Першацвет показали устойчивость и к действию КЖ F. javanicum. У желтого люпина из проанализированных образцов устойчивость к данному виду патогена проявил генотип сортообразца М-3. К действию КЖ F. sporotrichioides относительной устойчивостью характеризовались генотипы сортообразцов люпина узколистного Першацвет и Миртан и желтого - М-3, Afus и Мутантная форма. Ко всем трем видам возбудителей фузариоза люпина устойчивым является сорт люпина узколистного Першацвет.

Таким образом экспериментально установлена сортоспецифическая реакция пыльцы на воздействие КЖ патогенов и контрастных температур, выделены образцы люпина желтого и узколистного, пыльца которых наиболее устойчива к изученным воздействиям. Выявленная разная реакция изученных генотипов люпина на биотический и абиотический стрессы позволяет отбирать высоко устойчивые формы как при создании исходного материала для разных направлений селекции, так и подбирать сортообразцы для разных условий культивирования с учетом их устойчивости к контрастным температурам.


Список литературы

1. Лях, В.А. Микрогаметофитный отбор и его роль в эволюции покрытосемянных растений / В.А. Лях // Цитология и генетика . – 1995. – Т. 29, №6 .– С.76 – 82.
   
2. Лях, В.А. Гаметный отбор как метод селекции растений / В.А. Лях // Современные методы и подходы в селекции растений. Кишинев: Штиинца. – 1991. – С.14-21.
   
3. Жученко, А.А. Роль репродуктивного направления селекции культурных растений / А.А. Жученко // Методические указания по гаметной селекции сельскохозяйственных растений. М.:ВНИИССОК – 2001. – С.7-46.
   
4. Кильчевский, А.В. Изучение корреляционных связей между признаками спорофита и гаметофита томата в диаллельных скрещиваниях / А.В. Кильчевский, Н.Ю. Антропенко, И.Г. Пугачева // Современное состояние и перспективы развития селекции и семеноводства овощных культур. М.: ВНИИССОК. – 2005. – Т. 2. – С.150-152.
   
5. Boavida, L.S. Temperature as a determinant factor for increased and reproducible in vitro pollen germination in Arabidopsis thaliana / L.S. Boavida, S. McCormick // The Plant Journal. – 2007. V 52. – P.570 – 582.
   
6. Брыль, Е.А. Оценка образцов люпина желтого и узколистного по устойчивости к фузариозу / Е.А. Брыль, В.С.Анохина // Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию образования Института земледелия «Проблемы и пути повышения эффективности растениеводства в Беларуси», 29 июня 2007, Жодино. - Мн.: «ИВЦ Минфина». – 2007. – С. 96-99.
   
7. Брыль Е.А., Анохина В.С. Оценка образцов люпина желтого и узколистного по устойчивости к антракнозу/ Е.А. Брыль, В.С.Анохина // Сборник тезисов докладов Международной научной конференции «От классических методов генетики и селекции к ДНК-технологиям», 2-5 октября 2007 г., Гомель. – C. 8.
   
8. Брыль, Е.А. Использование микрогаметофитного отбора для дифференцировки генотипов люпина по устойчивости к контрастным температурам / Е.А.Брыль, И.Б.Саук, В.С.Анохина // Материалы Международной научной конференции «Генетика и биотехнология XXI века. Фундаментальные и прикладные аспекты» 2008. Минск: БГУ. – С.51-53.