Формирование гамет у отдаленного гибрида вишни №85017


УДК 576.354. 4:575. 127.2:634.23 2007
Авторы: Горбачева Н.Г.
Важная задача селекции сельскохозяйственных культур - создание сортов, устойчивых к неблагоприятным факторам среды, невосприимчивых к болезням и вредителям. В полной мере это относится и к культуре вишни, которая является одной из распространенных и популярных косточковых пород (Жуков, Харитонова, 1988).
Оптимальный уровень плоидности у вишни – тетраплоидный (2n=32). Это почти всегда нормально плодовитые растения (Ерёмин, 1985).
В работе по отдаленной гибридизации важно удачное привлечение в селекцию доноров ценных признаков. Примером может служить отдаленный межвидовой гибрид вишни №85017 Cerasus vulgarus Mill. x Padellus Maximoviсzii Erem. еt Jushev, полученный в лаборатории селекции косточковых культур ВННИИСПК Е.Н. Джигадло. Этот гибрид был выделен как донор устойчивости к коккомикозу и монилиозу.
Дерево гибрида №85017 (в. Любская ´ в. Максимовича) среднерослое. Средняя степень цветения- 3 балла. Плоды мелкие- 2,3 балла, почти черные. Вкус кисло-сладкий, 3,9 балла. Подмерзание за годы исследований не отмечено. Максимальный балл повреждения коккомикозом – 1, монилиозом – 1. Не отмечено повреждений тлёй.
Так как этот гибрид является донором ценных признаков, изучение хода микроспорогенеза и определение качества формируемых им гамет позволит установить возможность использования его в селекции для получения сортов вишни, устойчивых к монилиозу и коккомикозу, с высокой зимостойкостью.
Работа выполнена в лаборатории цитоэмбриологии ВНИИСПК. Объектом для изучения послужила тетраплоидная форма вишни №85017.
Для изучения хода мейоза цветковые почки фиксировали в уксусном алкоголе (3:1). Фиксацию проводили в условиях лаборатории со срезанных ветвей, поставленных в вегетационные сосуды с водой. Фиксация темпоральная, на протяжении нескольких дней с момента появления зеленого конуса и до распускания цветка. Из фиксированного материала готовили временные давленные препараты ацетогематоксилиновым методом (Топильская, Лучникова, Чувашина, 1975). Препараты изучали на микроскопе Biolar, при увеличении 10 х 1,5 х 40, 10 х 1,5 х 100.
Результаты исследований
Анализируя состояние генеративной сферы у отдаленного тетраплоидного гибрида №85017, можно отметить, что ход мейоза у него сопровождается некоторыми нарушениями на всех последовательных стадиях (таблица 1). Число этих нарушений варьирует от 15,3 % на стадии телофаза-II до 52,2 % на стадии анафаза- I.
1. Характеристика мейоза при микроспорогенезе у тетраплоидного гибрида вишни № 85017

Стадии
мейоза
Всего изучено клеток
В том числе
+ m
нормальных
с нарушениями
шт.
%
шт.
%
метафаза-I
261
158
60,5
103
39,5
9,2
анафаза-I
157
75
47,8
82
52,2
15,9
телофаза-I
334
269
80,5
65
19,5
4,7
метафаза-II
279
181
64,9
98
35,1
8,2
анафаза-II
198
139
70,2
59
29,8
10,6
телофаза-II
425
360
84,7
65
15,3
3
тетрады
860
715
83,1
145
16,9
1,6
пыльца
3063
2790
91,1
273
8,9
0,3
 
Спектр нарушений довольно широк (таблица 2).
Следует отметить, что количество нарушений, как при первом - гетеротипическом делении мейоза, так и при втором - гомеотипическом приблизительно одинаковое. Число типов нарушений на каждой стадии составляет от 1 до 3, только во время анафазы-II число типов нарушений - 4.
На стадии метафаза-I наиболее распространенным типом нарушений является забегание от одной до четырех хромосом к одному или обоим полюсам веретена деления (88,3% от общего числа нарушений).
Анафаза-I первого мейотического деления характеризуется отставанием 1-6 хромосом в процессе анафазного движения в центре ахроматинового веретена (100%).
На стадии телофазы-I наблюдаются сверхчисленные ядра или микроядра. Их количество составляет от 1 до 5. Такие микроспороциты составляют 100% от общего числа нарушений.
Метафаза II – второго мейотического деления характеризуется забеганием и выбросами хромосом. В общей сложности они составляют – 96,9%. Также встречается комбинация из 2х типов нарушений (3,1%) в одном микроспороците.
2. Типы нарушений на последовательных стадиях мейоза у тетраплоидного гибрида вишни № 85017

Стадии мейоза
Общее число нарушений
Типы нарушений
Кол-во клеток
% от общего числа нарушений
метафаза-I
 
103
забегание 1-4 хромосом
91
88,3
2-ярусное распределение хромосом
11
10,7
2 группы хромосом
1
1,0
анафаза-I
82
отставание 1-6 хромосом
82
100
телофаза-I
65
микроядра (1-5)
65
100
метафаза-II
98
забегания
85
86,7
выбросы (1-2)
10
10,2
комбинация из 2х типов
3
3,1
анафаза -II
59
отставание 1-3 хромосом
55
93,2
комбинация из 2х типов
1
1,7
3 веретена
2
3,4
4 веретена
1
1,7
телофаза-II
65
микроядра (1-5)
65
100
тетрады
145
монада
1
0,7
диада
2
1,4
триада
13
9,0
сверхчисленные микроспоры
от 1 до 8
127
87,6
микроспороцит в 1,5 р. крупнее обычного, микроспоры разной величины и ядра в них так же разные
1
0,7
микроспороцит в 1,5р. крупнее обычного, микроспоры одинаковой величины
1
0,7
 
В анафазе II преобладающим типом нарушений является отставание хромосом в центре ахроматинового веретена. Этот тип нарушений составляет 93,2% от общего числа. Также здесь можно отметить микроспороциты с 3-4 фигурами деления в одном микроспороците. Сверхчисленные веретена являются следствием выброса групп хромосом в цитоплазму микроспороцита на предыдущих стадиях деления.
На стадии телофаза-II единственным типом нарушений является наличие сверчисленных ядер и микроядер (100%). В последствии это приводит к формированию полиад вместо нормальных тетрад. Число микроспор в спораде может колебаться от 5 (пентада) до 8 (октада). Отмечены случаи образования небольшого количества монад, диад, триад. Такие микроспороциты составляют в общем 11,1%. Кроме перечисленных типов нарушений встретились 2 микроспороцита в 1,5 раза крупнее обычного. В одном из них находились микроспоры разной величины и ядра в них также разные. Во втором микроспоры крупные, одинаковые по размеру .
На стадии пыльцы крупные пыльцевые зерна составляют 6%, мелкие – 2,9%. Одномерная, среднего размера пыльца составляет – 91,1% (таблица 3).
3 Характеристика пыльцы у отдаленного гибрида вишни № 85017

Пыльца
Всего изучено клеток
Крупная пыльца
Мелкая пыльца
Одномерная пыльца
шт.
%
шт.
%
шт.
%
3063
184
6
89
2,9
2790
91,1
 
Исходя из данных таблицы 3, несмотря на некоторые количество нарушений в ходе мейоза, у данной формы образуется более 90% предположительно нормальной пыльцы. Более точно характеризовать пыльцу у формы 85017 можно после изучения ее жизнеспособности. Тем не менее, полученные данные позволяют сделать вывод, что гибрид 85017 вполне может быть использован при гибридизации в качестве отцовского родителя.