УДК 635.112:576
https://doi.org/10.25630/PAV.2022.18.81.007
Григолава Т.Р., Вишнякова А.В., Монахос С.Г.
Производство удвоенных гаплоидов (УГ) in vitro – ускоренный способ создания чистых линий для селекции коммерческих F1 гибридов. Наиболее распространенный метод производства удвоенных гаплоидов у растений рода Beta, главным образом свеклы сахарной, – культура изолированных семязачатков (гиногенез). Недостатки гиногенного способа производства УГ: высокая трудоемкость вследствие ручной изоляции и инокуляции семязачатков на питательную среду и высокая вероятность развития соматических клонов из тканей, окружающих зародышевый мешок семязачатка. Значимая альтернатива для исключения описанных недостатков – культура изолированных микроспор (КИМ). Однако на настоящий момент протоколов рутинного производства УГ свеклы столовой в культуре изолированных микроспор не разработано. Цель исследования: изучение факторов, влияющих на каллусогенез в культуре изолированных микроспор свеклы столовой, и выявление оптимальных условий культивирования микроспор in vitro. В работе нами изучена связь размера бутона, стадии развития микроспор с частотой каллусогенеза методом микроскопирования и культивирования в питательной среде микроспор, выделенных из бутонов различной длины в пределах 1,2–2,7 мм с шагом в 0,3 мм. Культивированием микроспор на питательной среде NLN с добавлением 2,4-Д 0,1 мг/л, НУК 0,1 мг/л, 130 г/л сахарозы и на среде NLN без добавления регуляторов роста, содержащей 130 г/л сахарозы, исследовали влияние питательной среды, температуры культивирования и экспозиции температурной обработки на частоту каллусогенеза изолированных микроспор свеклы столовой. В результате исследования установлены размеры цветковых бутонов 1,2–1,5 мм, содержащие наиболее отзывчивые микроспоры одноядерной стадии развития, и питательная среда NLN с добавлением 130 г/л сахарозы, 0,1 мг/л 2,4-Д и 0,1 мг/л НУК, обеспечивающая наибольший выход каллуса в культуре изолированных микроспор свеклы столовой. Показано, что при примененных условиях температурная обработка изолированных микроспор при разной экспозиции при 32,5 °C не индуцирует эмбриогенез микроспор.
Ключевые слова: Beta vulgaris, гаплоидные технологии, андрогенез, культура микроспор, каллусогенез, каллус, удвоенные гаплоиды, свекла столовая
Григолава Тамара Руслановна, аспирант кафедры ботаники, селекции и семеноводства садовых растений Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева» (ФГБОУ ВО РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева). E-mail: grigolava1@gmail.com. ORCID 0000-0002-1594-8430
Вишнякова Анастасия Васильевна, канд. с.-х. наук, доцент кафедры ботаники, селекции и семеноводства садовых растений ФГБОУ ВО РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева. E-mail: a.vishnyakova@rgau-msha.ru. ORCID 0000-0002-9160-1164
Монахос Сократ Григорьевич, доктор с.-х. наук, зав. кафедрой ботаники, селекции и семеноводства садовых растений ФГБОУ ВО РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева. E-mail: s.monakhos@rgau-msha.ru. ORCID 0000-0001-9404-8862
- Banba H., Tanabe H. A study of anther culture in sugar beet. Bull. Sugar Beet Res. 1972. No14. Pp. 9–16.
- Herrmann L., Lux H. Antherenkultur bei Zuckerruben, Beta vulgaris L. var altissima. Arch. Zuchtungsforsch. Berlin. 1988. Vol.18. 6. Pp. 375–383.
- Goska M., Rogozinska J.H. Recent results on obtaining beet haploids through in vitro culture of anthers. Biuletyn Inst. Hodowli I Aklimatyzacji Roslin. 1981. Vol.145. Pp. 141–143.
- Van Geyt J., D’Halluin K., Jacobs M. Induction of nuclear and cell divisions in microspores of sugar beet (Beta vulgaris L.). Z. Pf lanzenzuecht. 1985. Vol.95. Pp. 325–335.
- Development of embryoids by microspore and anther cultures of red beet (Beta vulgaris L. subsp. vulgaris) K. Gorecka, D. Kryzanowska, U. Kowalska, W. Kiszczak, M. Podwyszynska. J. Cent. Eur. Agric. 2017. Vol.18(1). Pp. 185–195. DOI: 10.5513/JCEA01/18.1.1877
- Microspore culture in rapeseed (Brassica napus L.). J.B.M. Custers M. Maluszynski, K.J. Kasha, B.P. Forster, I. Szarejko. Kluver Academic Publisher. 2003. Pp. 185–194. DOI:10.1007/978-94-017-1293-4_29
- Монахос С.Г. Создание чистых линий – удвоенных гаплоидов капусты в культуре изолированных микроспор и селекция F1-гибридов на основе современных методов биотехнологии: метод. рекомендации. М.: Изд-во РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева, 2014. 44 с.
- Байдина А.В., Монахос С.Г. Поиск методов повышения эмбриогенной отзывчивости капусты белокочанной в культуре микроспор. М.: Изд-во РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева, 2016. С. 8–10.
- Монахос С.Г., Чистова А.В. Создание удвоенных гаплоидов моркови столовой (D. carota L.) в культуре изолированных микроспор. М.: Грифон, 2017. 32 с.
- Carrot Doubled Haploids. K. Górecka, D. Krzyżanowska, W. Kiszczak, U. Kowalska, R. Górecki. Advances in Haploid Production in Higher Plants. 2009. 20. Pp. 231–239. DOI: 10.1007/978-1-4020-8854- 4_20
- Гонтаренко С.М., Герасименко Г.М. Прямий iндуцирований андрогенез у культурi in vitro бурякiв цукрових (Beta vulgaris L.). Plant Varieties Studying and protection. 2018. 14(4). 375-381. DOI:10.21498/25181017.14.4.2018.151900
Для цитирования: Григолава Т.Р., Вишнякова А.В., Монахос С.Г. Движение к культуре изолированных микроспор свеклы столовой // Картофель и овощи. 2022. №5. С. 37-40. https://doi.org/10.25630/PAV.2022.18.81.007
