ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ НИЗКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОУСТОЙЧИВЫХ РЕГЕНЕРАНТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Полный текст:


Аннотация

Алюмоустойчивость, проявляющаяся на клеточном уровне, открывает возможность получения устойчивых форм растений методом культуры ткани. На практике, однако, данный подход не нашел пока широкого применения, что чаще всего связывают с трудностями регенерации растений из каллусной культуры. Предлагаемая статья заостряет внимание читателей на иных причинах низкой эффективности данных подходов. Среди них –высокая внутрисортовая гетерогенность зерновых культур по признаку алюмоустойчивости; условность принятого на практике разделения генотипов на устойчивые и неустойчивые; получение кислото- и алюмоустойчивых регенерантов не только в стрессовых, но и в контрольных условиях без какого-либо действия изучаемого стрессора; недостатки методических подходов, связанные со специфичностью поведения алюминия в различных средах, когда неправильно подобранные состав или рН среды приводят к маскированию действия алюминия. В результате совместного действия всех упомянутых в статье причин предлагаемые методики создания высокоустойчивых регенерантов зерновых культур по продолжительности, затратам труда и материальных средств, а также эффективности значительно уступают традиционным методам внутрисортового отбора.


Об авторе

Е. М. Лисицын
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого", Киров, Россия
Россия


Список литературы

1. Бакулина А.В., Широких И.Г. Генотипическая реакция ячменя на антибиотики канамицин и цефотаксим в культуре in vitro // Биологический мониторинг природно-техногенных систем: Матер. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Киров, 29–30 ноября 2011 г. Киров: ООО «Лобань», 2011. Ч. 2. С. 69–72.

2. Баталова Г.А., Лисицын Е.М. Генетический контроль алюмоустойчивости овса на сортовом уровне // Съезд генетиков и селекционеров, посвящ. 200-летию со дня рожд. Ч. Дарвина. V съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров. М., 2009. Ч. 1. С. 179.

3. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе: Уч. пособие. М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. 160 с.

4. Внучкова В.А., Неттевич Э.Д., Чеботарева Т.М. и др. Использование методов in vitro в селекции ячменя на устойчивость к токсичности кислых почв // Докл. ВАСХНИЛ. 1989. № 7. С. 2–5.

5. Драгавцев В.А., Литун Н.П., Шкель И.М., Нечипоренко Н.Н. Модель эколого-генетического контроля количественных признаков растений // Докл. АН СССР. 1984. Т. 274. № 3. С. 720–723.

6. Животовский Л.А. Наследование приобретенных признаков: Ламарк был прав // Химия и жизнь. 2003. № 4. С. 22–26.

7. Зобова Н.В., Конышева Е.Н. Использование биотехнологических методов в повышении соле- и кислотоустойчивости ярового ячменя. Новосибирск: СО РАСХН, КНИИСХ, 2007. 124 с.

8. Иванов М.В. Биотехнологические основы создания исходного материала ярового ячменя. СПб.–Пушкин: Изд-во ГНЦ ВИР, 2001. 205 с.

9. Лисицын Е.М. Методика лабораторной оценки алюмоустойчивости зерновых культур // Докл. РАСХН. 2003. № 3. С. 5–7.

10. Лисицын Е.М. Полиморфизм адаптивных реакций сорта на уровне морфологических и биохимических показателей // Тр. по прикл. ботан., генет. и селекции. 2006. Т. 162. С. 150–154.

11. Лисицын Е.М. Потенциальная алюмоустойчивость сельскохозяйственных растений и ее реализация в условиях европейского северо-востока России: Дис. … д-ра биол. наук. М., 2005. 361 с.

12. Литовкин К.В., Игнатова С.А., Бондарь Г.П. Морфогенез в культуре незрелых зародышей изогенных линий ячменя // Цитология и генетика. 1999. Т. 33. № 5. С. 14–18.

13. Овчинникова В.Н., Варламова Н.В., Мелик-Саркисов О.С. и др. Получение регенерантов у ярового ячменя Hordeum vulgare L. в культуре in vitro // Докл. РАСХН. 2004. № 3. С. 8–10.

14. Тиунова Л.Н., Лисицын Е.М. Алюмоустойчивость образцов овса, созданных традиционными методами и методами клеточной селекции // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2009. № 4 (15). С. 9–13.

15. Удовенко Г.В. Устойчивость растений к абиотическим стрессам // Физиологические основы селекции растений. Т. 2. Ч. 2. СПб.: ВИР, 1995. С. 293–352.

16. Широких И.Г., Огородникова С.Ю., Далькэ И.В., Шуплецова О.Н. Физилого-биохимические показатели и продуктивность растений ячменя, регенерированных из каллуса в селективных системах // Докл. РАСХН. 2011. № 2. С. 6–9.

17. Широких И.Г., Шуплецова О.Н., Широких А.А. Клеточная селекция ячменя на устойчивость к токсичности алюминия (08-04-13590) // Ориентированные фундаментальные исследования и их реализация в АПК России. Сергиев Посад. 2009а. С. 79–83.

18. Широких И.Г., Шуплецова О.Н., Щенникова И.Н. Получение in vitro форм ячменя, устойчивых к токсическому действию алюминия в кислых почвах // Биотехнология. 2009б. № 3. С. 40–48.

19. Шишкин М.А. Индивидуальное развитие и уроки эволюционизма // Онтогенез. 2006. Т. 37. № 3. C. 179–198.

20. Шуплецова О.Н. Клеточная селекция ячменя на устойчивость к эдафическим стрессам // Биология клеток растений in vitro и биотехнология: Сб. статей IX Междунар. конф. М.: ИД ФБК-Пресс, 2008. С. 444–445.

21. Щенникова И.Н., Лисицын Е.М. Напряженность стрессового воздействия и генетический контроль алюмоустойчивости ячменя // Съезд генетиков и селекционеров, посвящ. 200-летию со дня рожд. Ч. Дарвина. V Съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров. М., 2009. Ч. 1. С. 369.

22. Bertin P., Kinet J.M., Bouharmont J. Heritable chilling tolerance improvement in rice through somaclonal variation and cell line selection // Aust. J. Bot. 1995. V. 44. P. 91–105.

23. Biswas J., Chowdhury B., Bhattacharya A., Mandal A.B. In vitro screening for increased drought tolerance in rice // In vitro Cell Dev. Biol. Plant. 2002. V. 38. P. 525–530.

24. Campbell K.A.G., Carter T.E., Anderson J.M. Aluminium tolerance of soybean callus cultures: Comparison with greenhouse and solution culture screening methods // Soybean Genet. Newslett. 1989. V. 16. P. 191–195.

25. Chowdhury B., Mandal A.B. Microspore embryogenesis and fertile plantlet regeneration in salt susceptible–salt tole rant rice hybrid // Plant Cell Tissue Org. Cult. 2001. V. 65. P. 141–147.

26. Conner A.J., Meredith C.P. Strategies for the selection and characterization of aluminium-resistant variants from cell cultures of Nicotiana plumbaginifolia // Planta. 1985. V. 166. P. 466–473.

27. Houde M., Diallo A.O. Identifi cation of genes and pathways associated with aluminum stress and tolerance using transcriptome profi ling of wheat near-isogenic lines // BioMed Central Genomics. 2008. doi:10.1186/1471-2164-9-400.

28. Kinraide T.B. Identity of the rhizotoxic aluminum species // Plant Soil. 1991. V. 134. P. 167–178.

29. Kinraide T.B. Reconsidering the rhysotoxicity of hydroxyl, sulphate, and fl uoride complex of aluminum // J. Exp. Bot. 1997. V. 48. P. 1115–1124.

30. Kinraide T.B., Parker D.R. Cation amelioration of aluminium toxicity in wheat // Plant Physiol. 1987. V. 83. P. 546–551.

31. Kinraide T.B., Ryan P.R., Kochian L.V. Interactive effects of Al3+, H+ and other cations on root elongation considered in terms of cell-surface electrical potential // Plant Physiol. 1992. V. 99. P. 1461–1468.

32. Kochian L.V., Hoekenga J.A., Pineros M.A. How do crop plants tolerate acid soils? Mechanisms of aluminum tolerance and phosphorous effi ciency // Annu. Rev. Plant Biol. 2004. V. 55. P. 459–493.

33. Komatsuda T., Enomoto S., Nakajima K. Genetics of callus proliferation and shoot differentiation in barley // J. Heredity. 1989. V. 80. Nо. 5. P. 345–350.

34. Lisitsyn E.M. Intravarietal level of aluminum resistance in cereal crops // J. Plant Nutrition. 2000. V. 23. No. 6. P. 793–804.

35. Mandal A.B., Basu A.K., Roy B. et al. Genetic management for improved aluminium and iron toxicity tolerance in rice – A review // Indian J. Biotechnol. 2004. V. 3. No. 3. P. 359–368.

36. Muyuan Y.Z., Jianwei P., Lilin W. et al. Mutation induced enhancement of Al tolerance in barley cell lines // Plant Sci. 2003. V. 164. P. 17–23.

37. Ramgareeb S., Watt M.P., Marsh C., Cooke J.A. Assessment of Al3+ availability in callus culture media for screening tolerant genotypes of Cynodon dactylon // Plant Cell Tiss. Org. Cult. 1999. V. 56. P. 65–68.

38. Roy B., Mandal A.B. Towards development of Al-toxicity tolerant lines in indica rice by exploiting somaclonal variation // Euphytica. 2005. V. 145. P. 221–227.

39. Taylor G.J., McDonald-Stephens J.L., Hunter D.B. et al. Direct measurement of aluminum uptake and distribution in single cell of Chara coralline // Plant Physiol. 2000. V. 123. P. 987–996.

40. Van Sint J.V, Costa de Macedo C., Kinet J., Bouharmont J. Selection of Al-resistant plants from a sensitive rice cultivar, using somaclonal variation, in vitro and hydroponic cultures // Euphytica. 1997. V. 97. P. 303–310.

41. Voigt P.W., Staley T.E. Selection for aluminum and acidsoil resistance in white clover // Crop Sci. 2004. V. 44. P. 38–48.

42. Yang J.L., Zheng S.J., He Y.F., Matsumoto H. Aluminum resistance requires resistance to acid stress: a case study with spinach that exudes oxalate rapidly when exposed to Al stress // J. Exp. Bot. 2005. V. 56. No. 414. P. 1197–1203.


Дополнительные файлы

Просмотров: 77

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)