Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск

Количественный и качественный анализ пыльцы подсолнечника (Helianthus L.) и его использование в селекционной работе

https://doi.org/10.30901/2227-8834-2019-1-95-104

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. В селекционной работе необходимо учитывать такой важный признак, как мужская фертильность полученных гибридов. Необходимо проводить не только визуальный анализ, но и цитологическое исследование пыльцы для правильной оценки фертильности.

Материалы и методы. Исследовались дикие виды, сорта, линии и гибриды подсолнечника из коллекции ВИР, выращенные на полях Кубанской опытной станции ВИР. Пыльцу собирали с изолированных соцветий , фиксировали в растворе FAA, окрашивали ацетокармином. Определяли отношение фертильных пыльцевых зерен к общему числу пыльцевых зерен (в %), измеряли диаметр пыльцевых зерен и строили вариационные кривые.

Результаты. Зрелые пыльцевые зерна у подсолнечника округлые, трехбороздно-поровые, трехклеточные; средний диаметр пыльцы у культурного подсолнечника 28–32 мкм, от 20–22 у Helianthus angustifolius L. и H. ciliaris DC. и до 32–34 у H. tuberosus L. и H. maximiliani Schrad. У H. giganteus L. отмечались зерна размером более 40 мкм. Все исследованные образцы по показателям пыльцы разделены на три группы. Фертильные: уровень фертильности ‒ 75–99%, низкая морфологическая гетерогенность пыльцы; вариационная кривая по среднему диаметру характеризовалась одним отчетливым пиком. Группа включает сорта, большинство линий и виды H. ciliaris, H. rigidus Desf., H. strumosus L. Полуфертильные: количество хорошо окрашенных пыльцевых зерен в пробе ниже 75%, наблюдаются различия по степени окрашиваемости и размерам пыльцы; вариационная кривая имела дополнительные пики. Группа включает линии, гибриды, дикие виды и образцы с делянок, где у растений наблюдался разброс по признаку фертильности пыльцы. Наибольшая морфологическая неоднородность наблюдалась у многолетних межвидовых гибридов (ВИР 117 × H. strumosus; HA89 × H. strumosus). Стерильные образцы: пыльцевые зерна отсутствовали или отмечены в единичном количестве.

Выводы. Для оценки фертильности растения важным является не только определение степени окрашиваемости пыльцевых зерен, но и ранжирование их по диаметру и построение вариационных кривых: это позволяет выявить морфологическую неоднородность пыльцы, что свидетельствует о нарушениях в микроспорогенезе, следствием которых является плохая завязываемость семян.

Об авторах

О. Н. Воронова
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический институт имени В. Л. Комарова РАН
Россия
197376 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 2


В. А. Гаврилова
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР)
Россия
190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44


Список литературы

1. Alexander M. P. (1969) Differential staining of aborted and nonaborted pollen. Stain Technology, vol. 44, no. 3, pp. 117– 122. DOI: 10.3109/10520296909063335

2. Анисимова И. Н. О генетической природе Helianthus tomentosus Michx. // Доклады ВАСХНИЛ. 1984, № 5. С. 22–23.

3. Atlagić J. (1996) Cytogenetic studies in hexaploid Helianthus species and their F1 hybrids with cultivated sunflower, H. annuus. Plant Breeding, vol. 115, pp. 257–260. DOI: 10.1111/j.1439-0523.1996.tb00913.x

4. Atlagić J., Terzić S., Marjanović-Jeromela A. (2012) Staining and fluorescent microscopy methods for pollen viability determination in sunflower and other plant species. Industrial Crops and Products, vol. 35, no. 1, pp. 88–91. DOI: 10.1016/j.indcrop.2011.06.012

5. Барыкина Р. П., Веселова Т. Д., Девятов А. Г., Джалилова Х. Х., Ильина Г. М., Чубатова Н. В. Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методы. М., 2004, 312 с.

6. Chandler J. M., January C. C., Beard H. (1986) Chromosomal differentiation among the annual Helianthus spp. Systematic Botany, vol. 11, pp. 354–371. DOI: 10.2307/2419126

7. Шишкинская Н. А., Юдакова О. И. Новый подход к использованию антморфологического метода для диагностики апомиксиса у злаков // Бюлл. Бот. сада Саратовского ГУ. 2003. Вып. 2. С. 180–187.

8. Хохлов С. С., Зайцева М. И., Куприянов П. Г. Выявление апомиктичных растений во флоре цветковых растений СССР. Саратов, 1978. 224 с.

9. Georgieva-Todorova J. (1990) Genetic and Cytogenetic Investigation of the Genus Helianthus L. (Genetichni i tsitogenetichni izsledvaniya na rod Helianthus L.). Sofia : Bulgarian Academy of Science (Izd-vo na Blgarska akademiya na naukite), 132 p. [in Bulgarian] (Георгиева-Тодорова Й. Генетични и цитогенетични изследвания на род Helianthus L., София : Изд-во на Българска академия на науките, 1990. 132 с.).

10. Georgieva-Todorova J. (1993) Interspecific hybridization and its application in sunflower breeding. Biotechnology and biotechnology equipment, vol. 7, no. 4, pp. 153–157. DOI: 10.1080/13102818.1993.10818729

11. Kelly J. K., Rasch A., Kalisz S. (2002) A method to estimate pollen viability from pollen size variation. Amer. J. Bot., vol. 89, no. 6, pp. 1021–1023.

12. Кутлунина Н. А., Жеребцова М. И., Зимницкая С. А. Размер и качество пыльцевых зерен видов Tulipa (Liliaceae) и Saxifraga (Saxifragaceae) разной плоидности // Ботан. журн., 2006, Т. 91, №. 11. С. 1695–1704.

13. Навашин М. С. Методика цитологического исследования для селекционных целей. М. ; Л., 1936. 86 с.

14. Орел Л. И., Огородникова В. Ф., Голубева Е. А., Эфендиева К. Г. Ультраструктура и онтогенез тапетальной пленки пыльников некоторых культурных растений // Бюллетень ВИР, 1978. Вып. 83. С. 72.

15. Peterson R., Slovin J. P. (2010) A simplified method for differential staining of aborted and non-aborted pollen grains. International Journal of Plant Biology, vol. 1, no. 13, pp. 66–69.

16. Piffanelli P., Ross J. H. E., Murphy D. J. (1998) Biogenesis and function of the lipidic structures of pollen grains. Sex. Plant Reprod., vol. 11, pp. 65–80. DOI: 10.1007/s004970050122

17. Пирев М. Н. Гистохимическое исследование пыльников фертильных и стерильных по пыльце форм подсолнечника. Биология оплодотворения и гетерозис культурных растений. Вып. 4. Кишинев, 1966. С 98–113.

18. Полякова Ю. А., Угольникова Е. В., Кашин А. С., Попова А. О. Качество пыльцы и цитоэмбриологические признаки гаметофитного апомиксиса в популяциях видов Chondrilla L. Нижнего Поволжья // Бюллетень Ботанического сада Саратовского госуниверситета. 2015. Вып. 13. С. 161–170.

19. Симоненко В. К., Карпович Е. В. Цитологическое проявление различных типов мужской стерильности у подсолнечника // Научно-технический бюллетень Всесоюзного селекционно-генетического института. 1978. Вып. 31. C. 32–38.

20. Воронова О. Н., Толстая Т. Т., Рожкова В. Т., Гаврилова В. А. Определение фертильности пыльцы у ряда диких многолетних видов и образцов подсолнечника из коллекции, произрастающей на Кубанской станции ВИР // Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2011. Т. 167. С. 145–158.

21. Wilcock C. C. (2009) Pollination failure in natural populations: implications for the conservation of rare plants. Embryology of Flowering Plants. Terminology and Concepts, vol. 3. (Reproductive Systems) / Ed. Batygina T. B., Enfield, pp. 126–136.

22. Zanetti J. M., Greizerstein E., Camadro E., Poverene M., Echeverria M., Poggio L., Carrera A. (2014) Genomic relationship between hexaploid Helianthus resinosus and diploid Helianthus annuus (Asteraceae). Plant Syst. Evol., vol. 300, pp. 1071–1078.


Для цитирования:


Воронова О.Н., Гаврилова В.А. Количественный и качественный анализ пыльцы подсолнечника (Helianthus L.) и его использование в селекционной работе. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019;180(1):95-104. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2019-1-95-104

For citation:


Voronova O.N., Gavrilova V.A. Quantitative and qualitative analysis of sunflower pollen (Helianthus L.) and it’s use in breeding work. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2019;180(1):95-104. (In Russ.) https://doi.org/10.30901/2227-8834-2019-1-95-104

Просмотров: 20


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


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