Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск

Цитогенетические факторы снижения фертильности пыльцы и початка при засорении посевов тетраплоидной кукурузы триплоидными зерновками (Zea mays L.)

https://doi.org/10.30901/2227-8834-2022-1-135-146

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Засорение посевов тетраплоидной кукурузы триплоидными зерновками приводит к снижению урожая зерна и разрушению стабильности ее генома. Поиск причин разложения тетраплоидного генома, как и решение проблемы снижения семенной продуктивности в свободноопыляющихся посевах тетраплоидной кукурузы, актуально.
Материалы и методы. Объектом исследований служили сорта тетраплоидной зубовидной (к-23427) и сахарной (к-23426) кукурузы из коллекции ВИР, гибриды зубовидной (к-24735) и сахарной кукурузы (к-23425). Опыты заложены на в предгорной зоне Кабардино-Балкарии. Инцухт и гибридизацию проводили под пергаментными изоляторами. Окрашивание метафазных пластинок корешков кукурузы проводили реактивом Шиффа по Фельгену, а пыльцевых зерен – раствором Люголя.
Результаты. Триплоидные зерновки наравне с диплоидными способны прорастать и проявляют слабую фертильность. В результате слияния между мужскими гаметами триплоидных и женскими тетраплоидных растений происходит разбалансирование стабильности тетраплоидного генома, которое приводит к нарастающей деградации продуктивности сорта с каждой репродукцией семян. Цитологический анализ и результаты тест-кроссов ♀2n × ♂3n, ♀4n × ♂3n показали, что у самоопыленных триплоидных растений частота формирования диплоидных зерновок составляет 7,44%, триплоидных + анеуплоидных – 41,78%, тетраплоидных – 50,74%, а в тест-кроссах частота диплоидных – 18,22%, триплоидных + анеуплоидных – 63,83%, тетраплоидных – 36,15%. Анализ классов расщепления с определением критерия χ2 Пирсона показал, что вместо ожидаемого расщепления 1(2n) : 7(3n) + (Xn±1x): 1(4n) на самоопыленных триплоидных растениях формируются диплоидные, триплоидные + анеуплоидные и тетраплоидные зерновки в соотношении 2 : 13 : 16 соответственно, а в тест-кроссах на 2n- и 4n-генотипы происходит расщепление на диплоидные, триплоидные + анеуплоидные и тетраплоидные зерновки в соотношении 7 : 18 : 14 соответственно.

Об авторах

Э. Б. Хатефов
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
Россия

Эдуард Балилович Хатефов, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник

190000, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44



А. А. Грушин
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Волгоградская опытная станция – филиал ВИР
Россия

Александр Андреевич Грушин, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

404160, Волгоградская область, Среднеахтубинский район, Краснослободск, квартал Опытная станция ВИР, 30



В. Н. Бойко
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Кубанская опытная станция – филиал ВИР
Россия

Владислав Николаевич Бойко, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

352183, Краснодарский край, Гулькевичский район, поселок Ботаника, ул. Центральная, 2



Список литературы

1. Хатефов Э.Б. Изменчивость плоидности зерновок при гетероплоидных скрещиваниях между диплоидной и тетраплоидной кукурузой. Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2012;3(47):86-90.

2. Хатефов Э.Б., Щербак В.С. Роль полиплоидии в селекции сельскохозяйственных культур. Владимирский земледелец. 2011;(2):15-16.

3. Henry I.M., Dilkes B.P., Miller E.S., Burkart-Waco D., Comai L. Phenotypic consequences of aneuploidy in Arabidopsis thaliana. Genetics. 2010;186(4):1231-1245. DOI: 10.1534/genetics.110.121079

4. Henry I.M., Dilkes B.P., Young K., Watson B., Wu H., Comai L. Aneuploidy and genetic variation in the Arabidopsis thaliana triploid response. Genetics. 2005;170(4):1979-1988. DOI: 10.1534/genetics.104.037788

5. Хатефов Э.Б., Керв Ю.А., Бойко В.Н., Головина М.А., Аппаев С.П. Расширение генетического полиморфизма исходного селекционного материала кукурузы методом редиплоидизации тетраплоидных популяций. Таврический вестник аграрной науки. 2018;4(16):192-203. DOI: 10.25637/TVAN.2018.04.18

6. Хатефов Э.Б., Малухов З.М. Сохранение семенной плодовитости тетраплоидной кукурузы. Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2013;(5):31-33.

7. Хатефов Э.Б., Матвеева Г.В. Получение редиплоидных линий кукурузы. Методические указания. Санкт-Петербург: ВИР; 2018.

8. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. 4-е изд. Москва: Агропромиздат; 1988.

9. Rhoades M.M. Note on the origin of triploidy in maize. Journal of Genetics. 1936;33:355-357.

10. Romeis B. Mikroskopische Technik (neubearbeitete und er weiterte Auflage, herausgegeben von P. BÖCK). München; Wien; Baltimore: Urban und Schwarzenberg; 1989. [in German]

11. Шмараев Г.Е., Матвеева Г.В. Изучение и поддержание образцов коллекции кукурузы. Методические указания. Ленинград: ВИР; 1985.

12. Wang X., Cheng Z.M., Zhi S., Xu F. Breeding triploid plants: a review. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding. 2016;52(2):41-54. DOI: 10.17221/151/2015-CJGPB


Рецензия

Для цитирования:


Хатефов Э.Б., Грушин А.А., Бойко В.Н. Цитогенетические факторы снижения фертильности пыльцы и початка при засорении посевов тетраплоидной кукурузы триплоидными зерновками (Zea mays L.). Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2022;183(1):135-146. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2022-1-135-146

For citation:


Khatefov E.B., Grushin A.A., Boyko V.N. Cytogenetic factors decreasing the fertility of pollen and cobs during clogging of tetraploid maize with triploid grains (Zea mays L.). Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2022;183(1):135-146. (In Russ.) https://doi.org/10.30901/2227-8834-2022-1-135-146

Просмотров: 132


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-8834 (Print)
ISSN 2619-0982 (Online)