Температурный шок

Одним из наиболее распространенных методов удвоения числа хромосом у растений является температурное воздействие на процесс клеточного деления. Таким путем была получена гаплоидная, диплоидная и даже тетраплоидная пыльца у облепихи (Мочалова, 1977), тетраплоидные растения у гречихи (Фатхутдинова, Сабитов, 1993), нередуцированная пыльца от диплоидных растений смородины (Санкин, Санкина, 1996). По мнению Сакса (1937) при воздействии высокими и низкими температурами скорее всего имеет значение не абсолютное показание температуры, а ее резкое колебание – "температурный шок". Опыт был поставлен на срезанных ветвях диплоидного сорта яблони Орлик в условиях лаборатории. При наступлении профазы мейоза в микроспороцитах ветви помещали в холодильную камеру с температурой +5°С на 20 часов, затем переносили в термостат с температурой +40°С на 40 и 80 минут. Такое воздействие переменными температурами проводили дважды в течение двух последующих суток.

Схема опыта:

• Вариант 1 – контроль А (КА) - температура 18-20°С (условия лаборатории); контроль Б (КБ) - фиксация сразу после холодильника
• Вариант 2 – температура +5°С - 20 часов, температура +40°С - 40 минут.
• Варинт 3 – температура +5°С - 20 часов, температура +40°С - 80 минут.

В результате анализа хода мейоза во всех вариантах опыта установлено, что выдерживание генеративных почек в течение 20 часов при температуре +5°С само по себе не оказывает деструктивного действия на ход мейоза. После воздействия высокими температурами картина мейоза резко меняется. Число нарушений возрастает в несколько раз, причем с увеличением экспозиции – возрастает многократно. Разнообразие нарушений также увеличивается. Наибольший интерес с точки зрения поставленной в опыте задачи представляют те нарушения, которые приводят к формированию нередуцированных гамет. Как правило, это нарушение функции ахроматинового веретена. В таком случае на стадии анафаза-11 разделившиеся хроматиды не расходятся к противоположным полюсам клетки, а остаются в одной группе. Если такое происходит в одной из фигур деления, то в данном микроспороците образуется триада микроспор, если в обеих – диада нередуцированных микроспор. По нашим данным число нередуцированных гамет в варианте 2 (температура +5°С – 20 часов, температура +40°С – 40 мин.) составляет 0,7%, в варианте 3 (температура +5°С – 20 часов, температура +40°С – 80 минут) – 3, 5%.

Таким образом, установлена принципиальная возможность получения нередуцированной пыльцы при условии воздействия на генеративные почки в период прохождения мейоза переменными температурами.