DOI: https://doi.org/10.31073/mvis201705-08

Вплив низьких температур на процеси мітозу та мейозу за визначення морозо-, зимостійкості пшениці озимої (T. aestivum L.) в накільченому насінні

L. O. Khomenko, I. I. Lialko

Анотація


Мета. Виявити особливості мікроспоро- та мікрогаметогенезу рослин, отриманих з промороженого накільченого насіння, та мітозу в корінцях пророслого насіння наступного покоління з визначенням енергії проростання та схожості. Методи. Цитологічний аналіз мітозу та мейозу проводили у клітинах рослин, одержаних з промороженого накільченого насіння, та контрольних (без проморожування). Енергію проростання та схожість насіння визначали за методикою Держстандарту України. Статистичну значущість відмінностей оцінювали за t-критерієм Ст’юдента. Результати. Проведено цитологічний аналіз мітозу у клітинах корінців проростків з насіння рослин пшениці м’якої озимої, отриманих після оцінки морозо-, зимостійкості методом проморожування накільченого насіння за температури -20 °С. Усі проаналізовані зразки мали гексаплоїдний набір хромосом (2n = 6x = 42). Частка клітин з аномаліями мітозу в корінцях пророслого насіння, одержаного з рослин як після дії стресу, так і в контрольному варіанті, не перевищувала 1,5 %. Виявлено, що проходження мейозу у дослідних рослин на стадіях мікроспоро- та мікрогаметогенезу майже не відрізняється від контрольних за кількістю порушень (до 2 %) та їх спектром. Частка фертильного пилку у контрольного і дослідного матеріалу була понад 70 %, що є достатнім для нормального запилення пшениці. Низька температура не виявляла негативного впливу на вегетативні та генеративні органи рослин, що вижили після проморожування, оскільки основний показник насіння – схожість – відповідав рівню кондиційного насіння. Висновки. При визначенні морозо-, зимостійкості пшениці озимої методом проморожування накільченого насіння низька температура (-20 оС) не мала негативного впливу на перебіг мітозу та мейозу у отриманих рослин, оскільки частота порушень не перевищувала 2 %, частка фертильного пилку становила 77–86 %, а основний показник придатності посівного матеріалу – схожість насіння – був на рівні кондиційного насіння (92–96 %). Отримані дані можуть бути використані для підвищення ефективності цілеспрямованого добору при створенні високопродуктивного та високоадаптивного селекційного матеріалу.

Ключові слова


пшениця м’яка озима (T. aestivum L.); низька температура; накільчене насіння; мітоз; мейоз; гаметогенез; пилок; схожість насіння

Повний текст:

PDF

Посилання


Morhun, V. V. (Ed.) (2017). Fiziolohiia roslyn: dosyahnennia ta novi napriamky rozvytku [Plant Physiology: Achievements and New Directions of Development] (pp. 6–8). Kyiv: Lohos. [in Ukrainian]

Puzik, V. K., & Kryshtop, Ye. A. (2008). The mitotic activity of cells of the primary roots of spring wheat depending on the action of low temperatures. Selektsiia i Nasinnytstvo [Plant Breeding and Seed Production], 96, 260–266. [in Ukrainian]

Varavkin, V. O. (2013). The growth reaction of winter wheat seedlings on temperature stress and their reaction in solution triman. Ahrobiolohiia [Agrobiology], 10, 161–165. [in Ukrainian]

Khomenko, L. O., & Sheredeko, L. M. (2012). Aftereffects of the critical temperatures of freezing depending on the winter wheat variety. Selektsiia i Nasinnytstvo [Plant Breeding and Seed Production], 101, 214–222. [in Ukrainian]

Tsatsenko, L. V., & Nekoval’, S. N. (2012). Pyl’tsevoy analiz [Pollen Analysis]. Krasnodar: KubSAU. [in Russian]

Zelentsov, S. V., Moshnenko, Ye. V., Tsatsenko, L. V., & Zelentsov, V. S. (2014). Stress conditions of the environment as the cause of genetic recombination in flowering plants by the example of cultivated soybean Glycine max (L.) Merr., wild soybean G. soja Sieb. et Zucc., and flax Linum usitatissimum L. Nauchnyy Dialog [Scientific Dialogue], 1, 14–29. [in Russian]

Khomenko, L. O., & Kochmarskyi, V. S. (2014). Experience of the V. M. Remeslo Mironivka Institute of Wheat of NAAS on the determination of frost and winter resistance of bread winter wheat. Visnyk Stepu [Herald of Steppe], 11, 104–107. [in Ukrainian]

Bray, E. A., Bailey-Serres, J., & Weretilnyk, E. (2000). Responses to abiotic stresses // In B. B. Buchannan, W. Gruissem, & R. L. Jones (Eds.), Biochemistry and Molecular Biology of Plants (pp. 1158–1249). Rockville, Md.: American Society of Plant Physiologists.

Kyrpa, M. Ya., Skotar, S. O., Bazilieva, Yu. S., & Lupitko, O. I. (2016). Seed quality of seeds of grain crops and methods of their determination. Selektsiia i Nasinnytstvo [Plant Breeding and Seed Production], 110, 171–179. [in Ukrainian]

Pausheva, Z. P. (1980). Praktikum po tsitilogii rasteniy [Practical Mannual on Plant Cytology]. Moscow: Kolos. [in Russian]

Orlovskaya, O. A., Leonova, I. N., Adonina, I. G., Salina, Ye. A., Khotyleva, L. V., & Shumny V. K. (2015). Molecular-cytogenetic analysis of triticale and wheat lines with introgressions of the tribe Тriticeae species genetic material. Vavilovskiy Zhurnal Genetiki i Selektsii [Vavilov Journal of Genetics and Breeding], 19(5), 552–560. [in Russian]. doi: 10.18699/VJ15.072

Nasinnia silskohospodarskykh kultur. Sortovi ta posivni yakosti. Tekhnichni umovy: DSTU 2240:93 [Seeds of agricultural plants. Varietal and sowing characteristics. Specification: State Standard 2240-93]. (1994). Kyiv: Derzhstandart Ukrainy. [in Ukrainian]

Dospekhov, B. A. (1979). Metodika polevogo opyta [Methods of Field Experiment]. Moscow: Kolos. [in Russian]. doi: 10.7868/S0475145014060081

Lemesh, V. A., Samatadze, T. Ye., Guzenko, Ye. V., Zheleznyakova, Ye. V., Amosova, A. V., Zelenin, A. V., & Muravenko, O. V. (2014). Features of development and reproduction of transgenic flax. Ontogenez [Ontogenesis], 45(6), 406–411. [in Russian]. doi: 10.7868/S0475145014060081

Gordeyeva, Ye. I., Leonova, I. N., Kalinina, N. P., Salina Ye. A., & Budashkina, Ye. B. (2009). Comparative cytological and molecular analysis of introgressive lines of bread wheat containing genetic material of Triticum timopheevii Zhuk. Genetika (Genetics), 45(12), 1616–1626. [in Russian]

Silkova, O. G., Peremyslova, E. E., Shchapova, A. I., & Shumny, V. K. (2008). Genetic regulation of the centromere division in rye and wheat univalent chromosomes in dimonosomics during meiotic anaphase I. Genetika (Genetics), 44(1), 102–111. [in Russian]

Shamina, N. V., Dorogova, N. V., Sidorchuk, I. V., Zagorskaya, A. A., Deineko, E. V., & Shumny, V. K. (2001). Abnormalities of meiotic division caused by T-DNA tagget mutation in tobacco (Nicotiana tabacum L.). Cell Biol. Int., 25(4), 367–369. doi: 10.1006/cbir.2000.0641


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Фізіологія рослин: досягнення та нові напрямки розвитку / гол. ред. В. В. Моргун. Київ : Логос, 2017. С. 6–8.

 

2. Пузік В. К., Криштоп Є. А. Мітотична активність клітин первинних корінців ярої пшениці залежно від дії низьких температур. Селекція і насінництво : міжвід. темат. наук. зб. Харків, 2008. Вип. 96. С. 260–266.

 

3. Варавкін В. О. Ростова реакція проростків пшениці озимої на дію температурного стресу та їх регулювання в розчині триману. Агробіологія : зб. наук. праць. Біла Церква, 2013. Вип. 10. С. 161–165.

 

4. Хоменко Л. О., Шередеко Л. М. Післядія критичних температур вимерзання в залежності від сорту пшениці озимої. Селекція і насінництво : міжвід. темат. наук. зб. Харків, 2012. Вип. 101. С. 214–222.

 

5. Цаценко Л. В., Нековаль С. Н. Пыльцевой анализ. Краснодар : КубГАУ, 2012. 126 с.

 

6. Зеленцов С. В., Мошненко Е. В., Цаценко Л. В., Зеленцов В. С. Стрессовые условия внешней среды как причина генетических рекомбинаций у цветковых растений на примере видов сои культурной Glycine max (L.) Merr., сои уссурийской G. soja Sieb. et Zucc. и льна обыкновенного Linum usitatissimum L. Научный диалог. 2014. Вып. 1 (25). С. 14–29.

 

7. Хоменко Л. О., Кочмарський В. С. Досвід Миронівського інституту пшениці імені В. М. Ремесла НААН з визначення морозо-, зимостійкості пшениці м’якої озимої. Вісник Степу : наук. зб. / Кіровоградська ДСГДС НААН. Кіровоград : КОД, 2014. Вип. 11. С.104–107.

 

8. Bray E. A., Bailey-Serres J., Weretilnyk E. Responses to abiotic stresses. Biochemistry and Molecular Biology of Plants / Eds. B. B. Buchannan, W. Gruissem, R. L. Jones. Rockville, Md. : American Society of Plant Physiologists, 2000. P. 1158–1249.

 

9. Кирпа М. Я., Скотар С. О., Базілєва Ю. С., Лупітько О. І. Посівні якості насіння зернових культур та методи їх визначення. Селекція і насінництво : міжвід. темат. наук. зб. Харків, 2016. Вип. 110. С. 171–179.

 

10. Паушева З. П. Практикум по цитологии растений. Москва : Колос, 1980. С. 213–216.

 

11. Орловская О. А., Леонова И. Н., Адонина И. Г., Салина Е. А., Хотылева Л. В., Шумный В. К. Молекулярно-цитогенетический анализ линий тритикале и пшеницы с интрогрессиями генетического материала видов трибы Тriticeae. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015. Т. 19, № 5. С. 552–560. doi: 10.18699/VJ15.072

 

12. Насіння сільськогосподарських культур. Сортові та посівні якості. Технічні умови : ДСТУ 2240-93. [чинний від 1994-07-01] Київ : Держстандарт України, 1994. 73 с.

 

13. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. Москва : Колос, 1979. 415 с.

 

14. Лемеш В. А., Саматадзе Т. Е., Гузенко Е. В., Железнякова Е. В., Амосова А. В., Зеленин А. В., Муравенко О. В. Особенности развития и репродукции трансгенних растений льна-долгунца. Онтогенез. 2014. Т. 45, № 6. С. 406–411. doi: 10.7868/S0475145014060081

 

15. Гордеева Е. И., Леонова И. Н., Калинина Н. П., Салина Е. А., Будашкина Е. Б. Сравнительный цитологический и молекулярный анализ интрогрессивных линий мягкой пшеницы, содержащих генетический материал Triticum timopheevii Zhuk. Генетика. 2009. Т. 45, № 12. С. 1616–1626.

 

16. Силкова О. Г., Перемыслова Е. Э., Щапова А. И., Шумный В. К. Генетическая   регуляция деления центромерных районов унивалентных хромосом ржи и пшеницы в анафазе 1 мейоза ди-моносомиков. Генетика. 2008. Т. 44, № 1. С.102–111.

 

17. Shamina N. V., Dorogova N. V., Sidorchuk I. V., Zagorskaya A. A., Deineko E. V., Shumny V. K. Abnormalities of meiotic division causеd by T-DNA tagget mutation in tobacco (Nicotiana tabacum L.). Cell Biol. Int. 2001. Vol. 25, Nо. 4. P. 367–369. doi: 10.1006/cbir.2000.0641




ISSN 2518-7910