FEATURES OF ANDROGENESIS IN ANTHER CULTURES OF VARIETIES AND A PROMISING ACCESSION OF SPRING COMMON WHEAT BRED IN WEST SIBERIA DIFFERING IN THE PRESENCE OR ABSENCE OF WHEAT-ALIEN TRANSLOCATIONS
Abstract
Androgenesis has been studied in anther cultures of eight cultivars and one promising accession of spring common wheat raised in West Siberia (Siberian Research Institute of Agriculture, Omsk, Russia). The varieties are close in origin but vary in the presence or absence of wheat-alien translocations (wheat–rye 1RS.1BL and wheat–couch grass 7DL-7Ai). The promising accession L-311/00-22 bears the 1RS.1BL translocation and the cytoplasm of cultivated barley Hordeum vulgare L. The main task of the study is to assess the possibility of obtaining dihaploid lines in the genotypes examined bearing wheat-alien translocations. It has been found that different accessions respond differently to anther culture conditions depending on the concentration of 2,4-D in the initial medium. Accession L-311/00-22 is best for androgenesis experiments and raise of dihaploid lines. The dependence of the effect of the genotypic environment of wheat on the effect of wheat-alien translocation on androgenesis features, is discussed.
About the Authors
L. A. Pershina
Institute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk, Russia
Novosibirsk National Research State University, Novosibirsk, Russia
Russian Federation
Russian Federation
T. S. Osadchaya
Institute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk, Russia
Russian Federation
Russian Federation
E. D. Badaeva
Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Russian Federation
Russian Federation
I. A. Belan
Siberian Research Institute of Agriculture, Russian Academy of Agricultural Sciences, Omsk, Russia
Russian Federation
Russian Federation
L. P. Rosseeva
Siberian Research Institute of Agriculture, Russian Academy of Agricultural Sciences, Omsk, Russia
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Белан И.А., Россеева Л.П., Трубачеева Н.В. и др. Особенности хозяйственно ценных признаков линий сорта яровой мягкой пшеницы Омская 37, несущих пшенично-ржаную транслокацию 1RS.1BL // Информ. вестник ВОГиС. 2010. Т. 14. № 4. С. 632–640.
2. Белан И.А., Россеева Л.П., Россеев В.М. и др. Изучение хозяйственно-ценных и адаптивных признаков у линий сорта яровой мягкой пшеницы Омская 37, несущих транслокации 1RS.1BL и 7DL-7Ai // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2012. Т. 16. № 1. С. 178–186.
3. Добровольская О.Б., Першина Л.А., Кравцова Л.А. и др. Влияние хромосом ржи на особенности андрогенеза у пшенично-ржаных замещенных линий Triticum aestivum L. Сорта Саратовская 29/Secale cereale L. сорта Онохойская и тритикале // Генетика. 2001. Т. 37. № 5. С. 624–630.
4. Добровольская О.Б., Першина Л.А., Кравцова Л.А., Щапова А.И. Сравнение эффекта хромосом ржи 1R и 5R на особенности андрогенеза при культивировании пыльников пшенично-ржаных замещенных линий в зависимости от происхождения // Генетика. 2003. Т. 39. № 4. С. 570–574.
5. Жоносарь М.В. Оптимизация технологии получения удвоенных гаплоидов мягкой пшеницы, различающихся по генам фотопериодической чувствительности (Ppd) и продолжительности яровизации (Vrd): Автореф. дис. … канд. биол. наук. Одесса, 2009. 20 с.
6. Иванов Г.И. Биотехнологические аспекты создания исходного материала для селекции зерновых колосовых культур: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. Краснодар, 2006. 45 с.
7. Лайкова Л.И., Белан И.А., Бадаева Е.Д. и др. Создание и изучение сорта яровой мягкой пшеницы «Памяти Майстренко» с интрогрессией генетического материала от синтетического гексаплоида Triticum timopheevii Zhuk. Ч Aegilops tauschii Coss. // Генетика. 2013. Т. 49. № 1. С. 103–112.
8. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. шк., 1980. 294 с. Першина Л. А., Белова Л.И., Девяткина Э.П. и др. Эффективность получения гаплоидных растений в культуре пыльников и при отдаленных скрещиваниях злаков // Физиология и биохимия культурных растений. 1999a. Т. 31. № 3. С. 196–202.
9. Першина Л.А., Нумерова О.М., Белова Л.И. и др. Особенности андрогенеза у мягкой пшеницы межвидовых и межродовых гибридов // Сиб. биол. журнал. 1993. С. 3–8.
10. Першина Л.А., Нумерова О.М., Белова Л.И. и др. Восстановление фертильности у беккроссных потомков ячменно-пшеничных гибридов Hordeum vulgare L. (2n = 14) × Triticum aestivum L. (2n = 42) в зависимости от генотипов пшеницы, введенных в возвратные скрещивания // Генетика. 1999б. Т. 35. № 2. С. 228–236.
11. Сибикеева Ю.Е., Сибикеев С.Н., Крупнов В.А. Влияние Lr19-транслокации на андрогенез in vitro и наследование устойчивости к листовой ржавчине в популяциях DH3-линий и F2 гибридов мягкой пшеницы // Генетика. 2004. Т. 40. № 9. С. 1224–1228.
12. Трубачеева Н.В., Россеева Л.П., Белан И.А. и др. Особенности сортов яровой мягкой пшеницы Западной Сибири, несущих пшенично-ржаную транслокацию 1RS.1BL // Генетика. 2011. Т. 47. С. 18–24.
13. Agache S., Bacheller B., Buyse J. et al. Genetic control of anther culture response in wheat using aneuploid, chromosome substitution and translocation lines // Theor. Appl. Genet. 1989. V. 77. P. 7–11.
14. Agache S., Buyser J., Snape J. Studies of the genetic relationship between anther culture and somatic tissue culture abilities in wheat // Plant Breed. 1988. V. 100. P. 26–33.
15. Badaeva E.D., Badaev N.S., Gill B.S., Filatenko A.A. Intraspecifi c karyotype divergence in Triticum araraticum // Plant Syst. Evol. 1994. V. 192. No. 1. P. 117–145.
16. Barnabas B., Szakacs Ĕ., Karsai I., Bedö Z. In vitro androgenesis of wheat: from fundamental to practical application // Euphytica. 2001. V. 119. P. 211–216.
17. Belan I.A., Rosseеva L.P., Rosseev V.M. et al. Using of alien genetic material in spring bread wheat breeding in Western Siberia // Eur. Cereals Genet. Co-op. Newslett. 2012. P. 113–115.
18. Chuang C.C., Ouyang J.W., Chia H. et al. A set of potato media for wheat anther culture // Proc. Symp. Plant Tissue Culture. Peking: Sci. Press., 1978. P. 51–56.
19. Dunwell J.M. Pollen, ovule and embryo culture as tools in plant breeding // Plant Tissue Culture and its Agricultural Applications / Eds L.A. Withes, P.G. Alderson. London; Butterworths, 1986. P. 375–404.
20. Friebe B., Jiang J., Raupp W.J. et al. Characterization of wheatalien translocations conferring resistance to diseases and pests: current status // Euphytica. 1996. V. 91. P. 59–87.
21. Foroughi-Wehr B., Zeller F.J. In vitro microspore reaction of different German wheat cultivar // Theor. Appl. Genet. 1990. V. 79. P. 79–80.
22. Gamborg O.L., Eveleigh D.E. Culture methods and detection of glucanases in suspension cultures of wheat and barley // Can. J. Biochem. 1968. V. 46. P. 417–421.
23. Guzy-Wrǒbelska J., Szarenko I. Molecular and agronomic evaluation of wheat doubled haploid lines obtained through maize pollination and anther culture methods // Plant Breeding. 2003. V. 122. P. 305–313.
24. Henry Y., Buyser J., Effect of the 1B/1R translocation on anther-culture ability in wheat // Plant Cell Rep. 1985. V. 4. P. 307–310.
25. Hu D., Tang Y., Yuan Z., Wang J. The induction of pollen sporophytes of winter wheat and the development of the new variety ‘Jiughua No 1’ // Sci. Agric. Sin. 1983. V. 1. P. 29–35.
26. Ji J., Zhang A., Wang Z. et al. A wheat-Thinopyrum ponticum – rye trigeneric germplasm line with resistance to powdery mildew and stripe rust // Euphytica. 2012. V. 188. P. 199–207.
27. Joshi R.K., Nayak S. Gene pyramiding – a broad spectrum technique for developing durable stress resistance in crop // Biotechnol. Mol. Biol. Rev. 2010. V. 5. P. 51–60.
28. Kasha K.J., Maluszynski M. Production of doubled haploids in crop plants // Doubled Haploid Production in Crop Plants / Eds M. Maluszynski, K.J. Kasha, B.P. Forster, I. Szarejko. Dordrecht: Kluver Acad. Publ., 2003. P. 1–4.
29. Maluszynski M., Szarejko I., Barriga P., Balcerzyk A. Heterosis in crop mutant crosses and production of high yielding lines using doubled haploid systems // Euphytica. 2001. V. 120. P. 387–398.
30. Oleszczuk S., Rabiza-Swider J., Zimny J., Lukaszewski A.J. Aneuploidy among androgenic progeny of hexaploid triticale (× Triticisecale Wittmack) // Plant Cell Rep. 2011. V. 30. P. 575–586.
31. Oleszczuk S., Sowa S., Zimny J. Direct embryogenesis and green plant regeneration from isolated microspores of hexaploid triticale (× Triticosecale Wittmack) cv. Bogo // Plant Cell Rep. 2004. V. 22. P. 885–893.
32. Pauk J., Puolimatka M., Lökös T., Monostori T. In vitro androgenesia of triticale in isolated microspore culture // Plant Cell Tissue Organ Cult. 2000. V. 61. P. 221–229.
33. Pershina L.A., Numerova O.M., Belova L.I., Devyatkina E.P. Biotechnological and cytogenetic aspects of producing new wheat genotypes using hybrids // Euphytica. 1998. V. 100. No. 1/3. P. 239–244.
34. Rabinovich S.V. Importance of wheat-rye translocations for breeding modern cultivar of Triticum aestivum L. // Euphytica. 1998. V. 100. P. 323–340.
35. Sági L., Barnabás B. Evidence for cytoplasmic control of in vitro microspore embryogenesis in the anther culture of wheat (Triticum aestivum L.) // Theor. Appl. Genet. 1989. V. 78. P. 867–872.
36. Servin B., Martin O.C., Mezard M., Hospital F. Toward a theory of marker-assisted pyramiding // Genetics. 2004. V. 168. P. 513–523.
37. Sibikeeva Yu.E., Sibikeev S.N. Genetic analysis of anther culture response in wheat carrying alien translocations // Theor. Appl. Genet. 1996. V. 92. P. 782–785.
38. Tersi M., Xynias I.N., Gouli-Vadinoudi E., Roupakias D.G. Anther culture response of F1 durum × bread wheat hybrids after colchicines // Plant Breed. 2006. V. 125. P. 457–460.
39. Тhiemt E.M., Oettler G. Agronomic performance of antherderived haploid and single seed descent lines in crosses between primary and secondary winter triticale // Plant Breed. 2008. V. 127. P. 476–479.
40. Torp A.M., Hansen A.L., Andersen S.B. Chromosomal regions associated with green plant regeneration in wheat (Triticum aestivum L.) anther culture // Euphytica. 2001. V. 119. P. 377–387.
41. Ye G., Smith K.F. Marker-assisted gene pyramiding for inbred lines development: basic principles and practical guidelines // Intern. J. Plant Breed. 2008. V. 2. No. 1. P. 1–10.
Review
Views:
554
Email this article 