Алла Анатольевна Торшилова, кандидат биологических наук, научный сотрудник
197022 Россия, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 2
Alla A. Torshilova, Cand. Sci. (Biology), Researcher
2 Professora Popova Street, St. Petersburg 197022, Russia
Жанна Викторовна Ивасенко, старший лаборант
197022 Россия, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 2
Zhanna V. Ivasenko, Senior Laboratory Assistant
2 Professora Popova Street, St. Petersburg 197022, Russia
Галина Евгеньевна Титова, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующая лабораторией
197022 Россия, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 2
Galina E. Titova, Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher, Head of a Laboratory
2 Professora Popova Street, St. Petersburg 197022, Russia
Надежда Николаевна Чикида, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, ВИР
190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44, n.chikida@vir.nw.ru, http://orcid.org/0000-0002-9698-263X
Nadejda N. Chikida, Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher
42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000, Russia
Актуальность. Впервые на Дагестанской опытной станции ВИР получены плодовитые эгилопсно-пшеничные гибриды (СГ), материнской формой одного из которых является Aegilops biuncialis Vis. (геномной структуры UM). Данные гибриды нуждаются в анализе различных характеристик, в том числе эмбриологических, способствующих пониманию их природы, оценке репродуктивного потенциала и пополнению сведений по эмбриологии рода Aegilops L. Цель работы – выявление особенностей развития пыльника у двух линий эгилопсно-пшеничных гибридов в сравнении с их отцовской формой (Triticum L.).
Материалы и методы. Исследовали две линии (7 и 9) эгилопсно-пшеничных гибридов из коллекции ВИР с различной морфологией колоса. Растения выращивали на территории Ботанического сада БИН РАН. Развитие пыльников изучали с помощью методов цитоэмбриологии и сканирующей электронной микроскопии.
Результаты. Пыльники у обеих линий 4-гнездные. Сформированная стенка микроспорангиев 4-слойная, в зрелом пыльнике – 2-слойная. Микроспорогенез сукцессивного типа, тетрады микроспор изобилатеральные, с различной толщиной каллозных оболочек и отсутствием каллозных гребней к центру гнезда. Однако также отмечены единичные линейные, Т-образные и зигзагообразные тетрады. Пыльцевые зерна 3-клеточные. Процессы микроспоро- и микрогаметофитогенеза в целом протекают нормально, хотя в отдельных пыльниках, особенно линии 9, выявлены аномалии развития: отставание хромосом в анафазе мейотических делений, присутствие стерильной пыльцы, многоядерных микроспор, пыльцы с дополнительными ядрами и др.
Заключение. Развитие пыльника и пыльцевого зерна у обеих линий эгилопсно-пшеничных гибридов сходно с таковым у Triticum. Исключение составляют разнообразное строение тетрад микроспор и отсутствие в них каллозных гребней, характерных для пшениц и, возможно, наследуемых от A. biuncialis. Выявленные аномалии развития, вероятно, существенно не влияют на качество пыльцы исследуемых линий, что указывает на возможность их использования в селекции.
Background. Dagestan Experiment Station of VIR for the first time obtained Aegilops–wheat hybrids. Aegilops biuncialis Vis. (UM genomic structure) served as the maternal form for one of them. These hybrids required an analysis of their embryological characteristics to understand their nature and assess their reproductive potential. The objective was to identify specific features of the anther development in two Aegilops–Triticum hybrid lines versus their paternal parent (Triticum L.).
Materials and methods. Two lines (7 and 9, differing in ear morphology) of Aegilops–wheat hybrids from the VIR collection were studied. Plants were grown in the Botanical Garden of the Komarov Botanical Institute. Anther development was studied by cytoembryological methods and scanning electron microscopy.
Results. The anthers of both lines were 4-loculated. The formed microsporangia wall was 4-layered; in a mature anther it was 2-layered. Microsporogenesis was of the successive type; the microspore tetrads were isobilateral, with variable callose wall thickness and the absence of callose ridges toward the locule’s center. However, linear, T-shaped, and zigzag tetrads also occurred. Pollen grains were 3-celled. Microsporogenesis and microgametophytogenesis proceeded normally, although some anthers (especially in line 9) manifested anomalies of development: lagging chromosomes in the anaphase of meiotic divisions, presence of sterile pollen, multinuclear microspores, pollen grains with additional nuclei and pores, etc.
Conclusion. Anther and pollen grain development in both Aegilops–Triticum hybrid lines was similar to that of Triticum. The only difference was the more variable structure of their microspore tetrads and the absence of callose ridges typical of wheat: it could be inherited from A. biuncialis. The identified developmental anomalies are not likely to affect significantly the pollen quality in the studied hybrids, suggesting that they may be useful for breeders.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.