Скринінг in vitro перспективних ліній пшениці м’якої озимої на стійкість до водного дефіциту
Анотація
Мета. Провести скринінг in vitro перспективних ліній пшениці м’якої озимої на стійкість до водного дефіциту з використанням маніту в якості стрес-чинника. Методи. Культура тканин і органів in vitro, селекція in vitro, статистичний аналіз даних. Результати. Генотипова реакція на осмотичний стрес у культурі in vitro пшениці виявлялася різним рівнем виживання та неоднаковою регенераційною здатністю за дії стресового чинника. Встановлено, що концентрація 0,6 М маніту дозволяє диференціювати лінії пшениці за стійкістю до водного дефіциту. Виявлено, що найбільшою стійкістю до осмотичного стресу характеризувалаяся лінія Еритроспермум 60068, оскільки її калюси за селективних умов мали найбільший рівень виживання, відрізнялися найвищим регенераційним потенціалом і лише з експлантів цього генотипу після культивування на середовищі з 0,8 М маніту отримано рослини-регенеранти. Лінія Лютесценс 60100 виявилася найчутливішою до водного дефіциту, оскільки в її калюсів за селективних умов спостерігали масовий некроз та відсутність регенераційної здатності. Висновки. Лінія Еритроспермум 60068 може бути використана як цінний матеріал для подальшої селекції пшениці. Отримані результати є певним внеском у вивчення як теоретичних, так і практичних аспектів посухостійкості пшениці та можуть застосовуватися як елементи селекційних програм.
Ключові слова: пшениця м’яка озима, осмотичний стрес, стійкість, калюс.
Посилання
FAO. Crop Prospects and Food Situation - Quarterly Global Report. No. 4. December 2019. Rome. 46 p. Acessed from: http://www.fao.org/3/ca7236en/ca7236en.pdf .
Fаbregas N., Fernie A. R. The metabolic response to drought. Journal of Experimental Botany. 2019. Vol. 70 (4). P. 1077-1085. doi: 10.1093/jxb/ery437
Bartels D., Sunkar R. Drought and salt tolerance in plants. Crit. Rev. Plant Sci. 2005. Vol. 24 (1). P. 23-58. doi: 10.1080/07352680590910410
Raveena, Bharti R., Chaudhary N. Drought resistance in wheat (Triticum aestivum L.): a review. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci. 2019. Vol. 8 (9). Р. 1780-1792. doi: 10.20546/ijcmas.2019.809.206
Mwadzingeni L., Shimelis H., Dube E., Laing M.D., Tsilo T.J. Breeding wheat for drought tolerance: Progress and technologies. J. Integr. Agr. 2016. Vol. 15 (5). Р. 935-943. doi: 10.1016/S2095-3119(15)61102-9
Morgun V.V., Dubrovna O.V., Morgun B.V. The modern biotechnologies of producing wheat plants resistantto stresses. Fiziologiya Rasteniy i Genetika. 2016. Vol. 48 (3). P. 196-214. [in Ukrainian] doi: 10.15407/frg2016.03.196
Dodig D., Zorizh M., Mitizh N., Nikolizh R., Љurlan-Momirovizh G. Tissue culture and agronomic traits relationship in wheat. Plant Cell, Tiss .Org. Cult. 2008. Vol. 95 (1). P. 107-114. doi: 10.1007/s11240-008-9421-x
Dubrovna O.V., Morgun B.V., Bavol A.V. Wheat biotechnology: cell selection and genetic engineering. Кyiv: Logos, 2014. 375 p. [in Ukrainian]
Dubrovna O.V., Bavol A.V., Zinchenko M.A., Lyalko I.I., Kruglova N.М. Effect of osmotic substances on the common wheat callus lines resistant to culture filtrate of Gaeumannomyces graminis var. tritici. Visnyk Ukr. tov-va henetykiv i selektsioneriv. 2011. Vol. 9 (1). P. 10-16. [in Ukrainian]
Butt A., Ahmed N., Mubin M., Khaliq I., Lighfoot D.A. Effect of PEG and mannitol induced water stress on regeneration in wheat (Triticum aestivum L.). Pak. J. Agri. Sci. 2015. Vol. 52 (4). Р. 1025-1033.
Dragiiska R., Djilianov D., Denchev P., Atanassov A. In vitro selection for osmotic tolerance in alfalfa (Medicago sativa L.). Bulg. J. Plant Physiol. 1996. Vol. 22 (3-4). P. 30-39.
Gawande N.D., Mahurkar D.G., Rathod T.H., Jahagirdar S.W., Shinde S.M. In vitro screening of wheat genotypes for drought tolerance. Ann. Plant Physiol. 2005. Vol. 19 (2). P. 162-168.
Generozova I.P., Maevskaya S.N., Shugaev A.G. Inhibition of the metabolic activity of mitochondria of etiolated pea seedlings subjected to water stress. Fiziologiya Rasteniy. 2009. Vol. 56 (1). P. 45-52. [in Russian] doi: 10.1134/S1021443709010063
Ahmed A. Response of immature embryos in vitro regeneration of some wheat (Triticum aestivum L.) genotypes under different osmotic stress of mannitol. J. Agric. Sci. 1999. Vol. 30 (3). P. 25-34.
Goncharuk A.N., Bavol A.V., Dubrovna O.V. Morphogenesis in apical meristems culture of highly productive winter wheat varieties. Fiziologiya Rasteniy i Genetika. 2014. Vol. 46 (3). P. 245-251. [in Ukrainian]
Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 1962. Vol. 15 (3). P. 473-497. doi: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Lakin G.F. Biometrics. (4th ed., rev.). Мoscow: Vysshaya shkola, 1990. 352 p. [in Russian]
Tagimanova D.S., Ergalieva A.Z., Rayzer O.B., Khapilina O.N. Assessment of spring bread wheat genotypes for drought tolerance in vitro. Biotekhnologiya. Teoriya i Praktika. 2013. No. 2. P. 42-46. [in Russian]
Rosseev V.M., Belan I.A., Rosseeva L.P. In vitro testing of spring bread wheat for drought tolerance. Bulletin Of Altai State Agricultural University. 2011. Vol. 76 (2). P. 32-34. [in Russian]
Farshadfar E., Jamshidi B., Cheghamirza K., da Silva J.A.T. Evaluation of drought tolerance in bread wheat (Triticum aestivum L.) using in vivo and in vitro techniques. Ann. Biol. Res. 2012. Vol. 3 (1). P. 465-476.
