Вы здесь

Метод культуры пыльников

Средняя: 4.5 (4 оценок)
Культура пыльников

Важнейшим биотехнологическим методом получения гаплоидных растений является метод культуры пыльников. В основе метода лежит использование явления андрогенеза in vitro, заключающегося в образовании гаплоидного растения (спорофита) из микроспоры или клеток пыльцевого зерна (гаметофита), т.е.  в переключении микроспоры с гаметофитного пути развития к спорофитному (Сатарова и др., 1998; Круглова, 2001; Сатарова, 2002). Необходимо отметить, что на эффективность культивирования существенное влияние оказывают генотипические физиологические и онтогенетические особенности исходного материала (Сатарова 1997), оптимальное соотношение экзогенных фитогормонов в пыльниках и питательной среде, на которой производится культивирование (Горбунова  и др., 2001), а так же совокупность других факторов, таких как состав питательной среды, концентрация в ней отдельных веществ (например, сахарозы, минеральных солей и др.), осмотическое давление, температура, параметры холодовой предобработки и др. (Сарнацкая, 1989; Сатарова, 2002).

В связи с большим интересом, проявляемым к исследованию процесса андрогенеза in vitro в последнее время, разработаны некоторые теоретические аспекты этой проблемы, а так же получены определённые практические результаты, что, прежде всего, касается повышения эффективности получения новообразований и целых растений. Получены отдельные генотипы, характеризующиеся повышенной отзывчивостью к использованию в культуре,  в связи, с чем большую важность приобрели исследования процессов происходящих после перехода микроспоры с гаметофитного на спорофитный путь развития, которые должны служить теоретической основой повышения эффективности процессов индукции, дифференциации и регенерации в культуре пыльников (Сатарова и др., 1998).

С этой точки зрения большой интерес представляет изучение генетических аспектов андрогенеза что, прежде всего, связано с изучением  характера наследования способности к андрогенезу, а так же с локализацией генов индуцирующих развитие этого процесса. В литературе неоднократно высказывались предположения относительно того, что способность к андрогенезу контролируется рядом доминантных (Afele I.C., Kannenberg L.W., 1982; Nisch C., et all, 1982; Sheridan W.F., 1982) либо, в соответствии с другой точкой зрения,  рецессивных генов (Cowen N.M., et all, 1992), что предполагает возможность отбора на повышенную реакцию в культуре пыльников. Последнее положение было подтверждено рядом исследований, результатом которых было получение генотипов характеризующихся повышенной андрогенной способностью (Beckert M., 1994; Сатарова,1997).

Работы ряда авторов были посвящены локализации генов ответственных за андрогенез in vitro. Так, N.Cowen и др. (1992), у кукурузы были идентифицированы два главных (в длинном плече хромосомы 3 и в хромосоме 9) и два минорных (в хромосомах 1 и 10) QT-локуса контролирующие до 57% генетической изменчивости по признаку «образование зародышеподобдных структур». A.Murigneux и др. (1994)  анализ локусов контролирующих количественные признаки андрогенетической способности  проводился на различных гибридах полученных от линий кукурузы проявляющих как высокую, так и низкую способность к  андрогенезу. Для каждого гибрида, было локализовано три-четыре QT-локуса, которые контролировали от 30 до 40% фенотипического варьирования. Y.Wan и др. (1992)  при изучении гибридов кукурузы Ра91×FR16, H99×Pa91 и H99×FR16 выявили шесть районов расположенных на хромосомах 1, 2 (2 района), 3, 6, и 8 которые оказались связанными с формированием зародышеподобных структур из микроспор и (или) с формированием на их основе  способного к регенерации каллуса. По мнению авторов, районы на конце длинного плеча хромосомы 2 и на длинном плече хромосомы 8 связаны только с формированием зародышеподобных структур. Остальные четыре района отвечали или за формирование зародышеподобных структур или за формирование каллуса или как за первое, так и за второе.

Наряду с культивированием пыльников довольно интенсивно развиваются методы культивирования отдельных пыльцевых зёрен. Преимущества этого метода по сравнению с культурой пыльников является возможность манипулирования отдельными клетками, отсутствие влияния со стороны стенки пыльника, а также исключение возможности получения регенерантов из окружающих соматических тканей. Тем не менее, культура пыльцевых зёрен  очень сложна, по сравнению с культурой пыльников недостаточно разработана и потому на сегодняшний день ещё не может использоваться в качестве метода массового получения гаплоидов (Сатарова, 2002).

Таким образом, до настоящего момента отдельные аспекты генетического контроля андрогенеза in vitro, характер действия внешних и внутренних факторов на индукцию и регенерацию, отдельные физиологические и цитоэмбриологические особенности этого явления остаются во многом не до конца выясненными, что в определённой мере сдерживает широкое использование андрогенеза in vitro в  селекционной практике в качестве метода массового получения высокогомозиготных линий.

Автор статьи: Струнин Д.Е.

Добавить комментарий

CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.