Отримання дигаплоїдних ліній пшениці м’якої озимої з комплексною стійкістю до іржі та твердої сажки методом культури пиляків in vitro

  • О. Л. Шестопал Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3
  • І. С. Замбріборщ Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3
  • В. А. Трасковецька Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3
  • О. A. Васил’єв Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3
  • Л. Т. Бабаянц Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3
  • М. С. Чекалова Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3
  • О. А. Афіногенов Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v32.1548
Ключові слова: дигаплоїди, пшениця, андрогенез in vitro, регенерація, стійкість, іржа

Анотація

Мета. Отримання методом андрогенезу in vitro гомозиготного лінійного матеріалу озимої м’якої пшениці різного генетичного походження (складні гібриди), що вирізняються стійкістю до різних видів іржі. Методи. Культура in vitro ізольованих пиляків пшениці. Відсоток новоутворень та відсоток регенерації зелених рослин для кожного генотипу розраховували від кількості висаджених пиляків. Методи фітопатологічної оцінки стійкості до комплексу різних хвороб. Результати. Виявлені відмінності щодо частоти індукції калусогенезу (від 0,99 до 16,26 % від висаджених пиляків) й здатності до регенерації рослин (від 0 до 3,05 % від висаджених пиляків) у процесі андрогенезу in vitro селекційних зразків озимої м’якої пшениці різного генетичного походження. Oтримано фертильні рослини-регенеранти в культурі пиляків 5 з 9 досліджених гібридів. Результативність останнього процесу була різною: від 12,5 до 60,0 % (у середньому 29,41 %) від отриманих регенерантів. Показано високий ступінь (8–9 балів) стійкості отриманих дигаплоїдів до комплексу хвороб. Висновки. Виявлені генотипоспецифічні морфогенетичні реакції мікроспор пшениці м’якої озимої в процесі андрогенезу in vitro. Найвищий рівень формування новоутворень показали зразки 120/20 та 132/20. Одержано 15 дигаплоїдних ліній із комплексною стійкістю до іржі та твердої сажки.

Посилання

Testillano P. S. Microspore embryogenesis: targeting the determinant factors of stress-induced cell reprogramming for crop improvement. J Exp Bot. 2019. 70 (11). P. 2965–2978. doi: 10.1093/jxb/ery464.

Lantos C., Pauk J. Anther culture as an effective tool in winter wheat (Triticum aestivum L.) breeding. Genetika. 2016. 52 (8). P. 910–918. doi: 10.7868/s0016675816080075.

Litvynenko M. A. Biotechnological methods in selection of agricultural crops. Bulletin of Agrarian Science. 2010. No. 6. P. 11–14. [in Ukrainian]

Weigt D., Kiel A., Siatkowski I., Zyprych-Walczak J., Tomkowiak A., Kwiatek M. Comparison of the Androgenic Response of Spring and Winter Wheat (Triticum aestivum L.). Plants (Basel). 2019. 9 (1). P. 49. doi: 10.3390/plants9010049.

Zambriborshch I. S., Shestopal O. L., Chekalova M. S., Golub E. A. The testing of haploproduction ability of soft winter wheat different hybrids in anther culture in vitro. Faktori eksperimental’noi evolucii organizmiv. 2020. Vol. 26. P. 207–211. doi: 10.7124/feeo.v26.1267. [in Ukrainian]

Babayants O., Babayants L., Gorash A., Vasilev A., Traskovetskaya V., Galaev A. Physiologic specialization of Puccinia triticina check for this species in other resources Erikss. and effectiveness of Lr-genes in the south of Ukraine during 2013–2014. Chilean Journal of Agricultural Research. 2015. Vol. 75 (4). Р. 443–450. doi: 10.4067/S0718-58392015000500009.

Babaiants O. V., Babaiants L. T., Sauliak N. I., Ternovoy K. P., Vasiliev A. A., Bushulian M. A., Traskovetskaia V. A. Unique source breeding material of wheat with group resistance to pathogens by pyramidation of effective Lr, Sr, Yr, Pm, Bt, Ut genes. Breeding of cereals and legumes in the context of climate change: directions and priorities : abstracts of International Scientific Conference (Odesa, May 5, 2021). Odesa : PBGI–NCSCI. P. 122. [in Ukrainian]

Ignatova S. O., Zhosonar M. V., Lobanova K. I., Shestopal O. L. Getting haployids doubling in wheat anther culture. Methodical recommendations. Odesa, 2008. 12 p. [in Ukrainian]

Babayants O. V., Babayants L. T. Basics of selection and methodology of assessments of wheat stability to pathogens of diseases. Odessa : VМV, 2014. 400 p. [in Russian]

Atramentova L. O., Utjevskaya O. M. Statistical methods in biology. Kharkiv : KhNU named V. N. Karazina, 2007. 288 p. [in Ukrainian]

Zambriborshch I. S., Shestopal O. L., Ignatova S. O. Creation of in vitro source breeding material for wheat and rice. Agricultural biotechnology: theoretical developments and implementation in plant breeding. Odessa : Astroprint. 2016. P. 139–148. [in Ukrainian]

Litvynenko M. A., Topal M. M., Shestopal O. L., Zambriborshch I. S., Galaev O. V. Udoskonalena tekhnolohiya selekciynogo procesu pshenyci myakoi ozymoi z vykoryctannyam biotekhnolohichnykh i moleculyarno-genetychnykh metodiv : naukovo-metodychnyi posibnyk. Odesa : Astroprint, 2015. 41 p. [in Ukrainian]

Tripathy S. K. Anther culture for double haploid breeding in rice - a way forward. Rice Genomics Genet. 2018. 9 (1). P. 1–6. doi: 10.5376/rgg.2018.09.0001.

Tripathy S. K., Swain D., Mohapatra P. M., Prusti A. M. et al. Exploring factors affecting anther culture in rice (Oryza sativa L.). Journal of Applied Biology & Biotechnology. 2019. 7 (02). P. 87–92. doi: 10.7324/JABB.2019.70216.

Mishra R., Rao G. J. N. In vitro androgenesis in rice: advantages, constraints and future prospects. Rice Science. 2016. 23 (2). P. 57–68. doi: 10.1016/j.rsci.2016.02.001.

Lantos C., Purgel S., Ács K., Langó B., Bóna L., Boda K,. Békés F., Pauk J. Utilization of in vitro anther culture in spelt wheat breeding. Plants. 2019. 8. P. 436. doi: 10.3390/plants8100436.