УДК 633.112.9:631.52(470.4)
https://doi.org/10.25230/2412-608X-2025-3-203-29-34

Степан Владимирович Жилин*
Таисия Ивановна Дьячук
Олеся Викторовна Хомякова
Виктория Николаевна Акинина
Элла Вячеславовна Калашникова
Ольга Александровна Генералова
Вероника Павловна Куликова

Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока
Россия, 410010, г. Саратов, ул. Тулайкова, д. 7
*raiser_saratov@mail.ru

Аннотация. Для ускоренного создания сортов в селекции растений широко применяется гаплоидия, позволяющая сокращать сроки создания гомозиготных линий в среднем на 5–7 лет. Наиболее эффективным методом получения гаплоидных растений тритикале является культура пыльников in vitro. Наряду с гаплоидами растения-регенеранты, полученные этим методом, могут быть спонтанными диплоидами. В этой связи определение уровня плоидности является важной составной частью технологии получения удвоенных гаплоидов (DH-линий). Цель исследований – изучить возможность применения параметров устьичных клеток для оценки уровня плоидности регенерантов, полученных в культуре пыльников тритикале (×Triticosecale Wittmack). Установлено, что параметры устьичных клеток коррелируют с числом хромосом регенерантов и могут использоваться для массового скрининга уровня плоидности. По изученным показателям растения с одинаковой плоидностью оказались достаточно однородными, что позволяет сделать вывод о незначительном влиянии генотипа на этот показатель в пределах изученной выборки. Следует также отметить, что значимых различий между спонтанными диплоидами из культуры пыльников и контроля (растений тритикале, полученных из семян) не наблюдалось. Установлено, что длина устьичных клеток равна 61,6 ± 0,8 мкм для гаплоидных растений и 86,6 ± 0,4 мкм для спонтанных диплоидов. Плотность расположения клеток на 1 мм2 составляет 31,2 ± 0,3 и 20,2 ± 0,4 шт. для гаплоидов и диплоидов соответственно. Семь растений из сорока изученных оказались спонтанными диплоидами с частотой спонтанного удвоения хромосом в 17,5 %. Результаты косвенного определения уровня плоидности регенерантов подтверждены прямым цитогенетическим методом – подсчетом числа хромосом в кончиках корней растений-регенерантов. Выявлена сильная статистически достоверная отрицательная корреляция между длиной устьичных клеток и плотностью их размещения на единице площади (r = -0,96**), т.е. зависимость между изученными показателями приближена к функциональной.

Ключевые слова: тритикале, селекция, гаплоидия, культура пыльников, устьичные клетки

Благодарность: исследования проведены в рамках выполнения государственного задания по теме FNWF-2022-0001 «Ускоренное создание сортов и линий тритикале на основе удвоенных гаплоидов».

Для цитирования: Жилин С.В., Дьячук Т.И., Хомякова О.В., Акинина В.Н., Калашникова Э.В., Генералова О.А., Куликова В.П. Идентификация уровня плоидности растений-регенерантов, полученных в культуре пыльников тритикале (×Triticosecale Wittmack) // Масличные культуры. 2025. Вып. 3 (203). С. 29–34.

Читать статью

Список источников

1. Humphreys D.G. and Knox R.E. Doubled haploids in cereals // Advances in Plant Breeding Strategies. Biotechnology and Molecular Tools / Eds Al-Khayri J.M. [et al.]. – Springer Int. Publishing, Switzerland, 2015. – Pp. 241–289. https://doi.org/10.1007/978-3-319-22521-0_9.

2. Kishii M.K. and Singh S. Haploid production technology: fasten wheat breeding to meet future food security // Accelerated Plant Breeding. Vol. 1: Cereal Crops / Eds Gosal S.S., Wani S.H. – Springer Cham, 2020. – Pp. 139–164. https://doi.org/10.1007/978-3-030-41866-3_6.

3. Segui-Simarro J.M., Moreno J.B., Fernandez M.G., Mir R. Species with haploid or doubled haploid protocols // Methods in Molecular Biology. – 2021. – Vol. 2287. – Pp. 41–105. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1315-3_3.

4. Lantos C. and Pauk J. In vitro anther culture for doubled haploid plant production // Doubled Haploid Technology: Vol. 1: General Topics, Alliaceae, Cereals / Ed. J.M. Segui-Simarro. – Humana New York, NY, 2021. – Pp. 257–267. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1315-3_13.

5. Patial M., Pal D., Thakur A., Bana R.S., Patial S. Doubled haploidy techniques in wheat (Triticum aestivum L.): an overview// Proc. Nat. Acad. Sci., Sect. Biol. Sci. – 2019. – Vol. 89 (1). – Pp. 27–41. https://doi.org/10.1007/s40011-017-0870-z.

6. Lantos C., Bona L., Boda K., Pauk J. Comparative analysis of in vitro anther- and microspore culture in hexaploid Triticale (×Triticosecale Wittmack) for androgenesis parameters // Euphytica. – 2014. – Vol. 197. – Pp. 27–37. https://doi.org/10.1007/s10681-013-1031-y.

7. Pratap A., Seth G.S., Chaudhary H.K. Relative efficiency of anther culture and chromosome elimination techniques for haploid induction in triticale × wheat and triticale × triticale hybrids // Euphytica. – 2006. – Vol. 150. – Pp. 339–345. https://doi.org/10.1007/s10681-006-9120-9.

8. Kapoor C., Chaudhary H.K., Manoy N.V., Singh K., Sharma P. Haploid induction efficiency of diverse Hymalayan maize (Zea mays) and cogon grass (Imperata cylindrica) gene pools in hexaploid and tetraploid wheats and triticale // Cereal Res. Communications. – 2020. – Vol. 48. – Pp. 539–545. https://doi.org/10.1007/s42976-020-00-055-8.

9. Ahmadi B., Ebrahimzaden H. In vitro androgenesis: spontaneous vs. artificial genome doubling and characterization of regenerants // Plant Cell Reports. – 2020. – Vol. 39. – Pp. 299–316. https://doi.org/10.1007/s00299-020-02509-z.

10. Ochatt S. and Segui-Simarro J.M. Analysis of ploidy in haploids and doubled haploids // Doubled Haploid Technology: Vol. 1: General Topics, Alliaceae, Cereals / Ed. J.M. Segui-Simarro. – Humana New York, NY, 2021. – Pp. 105–125. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-13-15-3_4.

11. Клименко В.П., Лущай Е.А., Абдурашитова А.С. Идентификация уровня плоидности растений в селекции винограда // Виноградарство и виноделие. – 2021. – Т. 23 (4). – С. 322–329. https://doi.org/10.35547/IM.2021.23.4.003.

12. Монахос С.Г., Нгуен М.Л., Безбожная А.В., Монахос Г.Ф. Связь плоидности растений с числом хлоропластов в замыкающих клетках устьиц у диплоидных и амфиплоидных видов Brassica // Сельскохозяйственная биология. – 2014. – № 5. – С. 44–54.

13. Жилин С.В., Дьячук Т.И., Сайфетдинов Е.А., Хомякова О.В., Акинина В.Н., Калашникова Э.В., Генералова О.А. Длина устьичных клеток как индикатор уровня плоидности регенерантов в культуре пыльников тритикале (×Triticosecale Wittmack) // Вавиловские чтения – 2024: Сборник статей междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 137-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. – Саратов: ФГБОУ ВО Вавиловский университет, 2024. – С. 45–50.

Сведения об авторах

С.В. Жилин, науч. сотр.
Т.И. Дьячук, глав. науч. сотр., д-р биол. наук
О.В. Хомякова, вед. науч. сотр., канд. биол. наук
В.Н. Акинина, вед. науч. сотр., канд. биол. наук
Э.В. Калашникова, науч. сотр.
О.А. Генералова, мл. науч. сотр.
В.П. Куликова, мл. науч. сотр.