Алексей Николаевич Фесенко, доктор биологических наук, заведующий лабораторией
302502, Орел, пос. Стрелецкий, ул. Молодежная, 10, корп. 1
Aleksey N. Fesenko, Dr. Sci. (Biology), Head of a Laboratory
10, bldg. 1, Molodezhnaya St., Streletsky Settlem., Orel 302502
Иван Николаевич Фесенко, доктор биологических наук, главный научный сотрудник
302502, Орел, пос. Стрелецкий, ул. Молодежная, 10, корп. 1
Ivan N. Fesenko, Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher
10, bldg. 1, Molodezhnaya St., Streletsky Settlem., Orel 302502
Актуальность. Эволюция от перекрестного опыления к самоопылению – известное явление у растений. Основным фактором, препятствующим развитию самоопыления, является инбредная депрессия (ИД), и работы об эволюции системы размножения у растений посвящены главным образом этой проблеме. Для описания ИД можно использовать два критерия: 1) силу, то есть уровень снижения величины того или иного показателя по сравнению с аутбредным контролем, и 2) стадию развития, на которой она проявляется. Вероятно, сила и характер проявления ИД в начале и конце жизненного цикла растения могут по-разному влиять на вероятность эволюции в сторону самоопыления.
Материал и методы. Гомостильные линии гречихи (Fagopyrum esculentum Moench с примерно 3% зародышевой плазмы самоопылителя F. homotropicum Ohnishi) с детерминантным типом роста (мутация det) разных инбредных поколений (I1 – I6) выращивали смежно с растениями гетеростильного сорта ‘Молва’ с индетерминантным типом роста, и долю семян, полученных в результате перекрестного опыления, оценивали для каждого варианта с помощью рецессивного маркера det (генотипы семян определяли по фенотипам полученных растений).
Результаты и заключение. Доли семян, возникших в результате перекрестного опыления, были близки в разных поколениях инбридинга с небольшими стохастическими вариациями. Таким образом, завязи, возникшие в результате самоопыления и перекрестного опыления, имеют равные шансы достичь зрелости на одном и том же растении, несмотря на различия по уровню гетерозиготности. Это выглядит как фундаментальное условие начала эволюции самоопыления. Уровни ИД на других стадиях развития, по-видимому, менее важны для возможности такой эволюции. Так, ИД по вегетативному развитию и семенной продуктивности в анализируемом материале превышала 0,5. Вероятно, это отражает уровень инбредной депрессии, характерный для общего предка F. esculentum и F. homotropicum. Таким образом, исходно сильная ИД не сделала невозможным возникновение самоопылителя F. homotropicum.
Background. Inbreeding depression (ID) usually reduces the competitive ability of an individual compared to one of outbred origin. Such competition could be especially clear between different ovaries developing on the same plant. It can be assumed that ovaries with higher level of heterozygosity will have an advantage in competition for resources.
Material and methods. Homostylous buckwheat lines (Fagopyrum esculentum Moench with approx. 3% of closely related selfer F. homotropicum Ohnishi germplasm) of different inbred generations (I1 – I6 ) were grown adjacent to the heterostylous cv. ‘Molva’, and the share of seeds resulting from cross-pollination was assessed for each variant using the recessive marker det (genotypes of the seeds were visualized according to phenotypes of the resulting plants).
Results and conclusions. The proportions of seeds originated from cross-pollination were similar across the inbreeding generations, with small stochastic variations. Thus, the ovaries resulting from both selfand cross-pollination have equal chances to reach maturity on the same plant. It looks like a fundamental condition for the start of the evolution toward self-pollination. The levels of ID at other developmental stages, apparently, are less crucial for the possibility of such evolution. For example, the ID in the analyzed material was strong (> 0.5 for both vegetative development and seed productivity). It highly likely reflects the level of ID of the common ancestor of F. esculentum and F. homotropicum. However, the strong ID did not make impossible the speciation of the self-pollinator F. homotropicum.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.