Вплив культури in vitro на розмір насіння сомаклональних варіантів спельти

  • Д. Ю. Палеха Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Заболотного, 148 https://orcid.org/0009-0008-5869-7169
  • І. О. Нітовська Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Заболотного, 148 https://orcid.org/0000-0002-8976-5725
  • Б. В. Моргун Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Заболотного, 148; Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0000-0001-7041-6894
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v37.1769
Ключові слова: Triticum spelta L., культура незрілих зародків, рослини-регенеранти, покоління R2, сомаклональна мінливість

Анотація

Мета. Дослідити розміри зернівок рослин-регенерантів спельти (Triticum spelta L.) покоління R2, отриманих у культурі незрілих зародків, у порівнянні з вихідними генотипами. Методи. Вимірювання довжини, ширини і площі зернівки за допомогою програмного забезпечення ImageJ, статистичний аналіз даних. Результати. Проведено виміри зернівок спельти п’яти вихідних генотипів та їх 26 сомаклональних варіантів. Виявлено значущу різницю у розмірах між генотипами та їх сомаклонами. Рослини спельти сортів Oberkulmer Rotkorn та Зоря України мали найкрупніше зерно серед вихідних генотипів, а у їх сомаклонів спостерігали значуще зменшення зернівок у розмірі. У сомаклональних варіантів решти генотипів спостерігали суттєве збільшення розміру зернівок порівняно зі вихідними рослинами з високою частотою (від 40 % до 67 % всіх сомаклонів) та відсутність його зменшення. Два сомаклони селекційної лінії T. spelta 4 (УК 4С/15) мали значущо більші показники площі зерна у порівнянні з усіма іншими досліджуваними генотипами. Висновки. Виявлено сомаклональну мінливість за розміром насіння серед біотехнологічних рослин спельти. Показано, що характер змінення показників розміру зерна залежав від вихідного генотипу. Розроблений метод отримання біотехнологічних рослин спельти, дає можливість створювати якісний вихідний матеріал для потреб вітчизняної селекції.

Посилання

Znachek R. R., Mardar M. R., Yegorov B. V. Technological properties of spelt and spelt grain and prospects for their use for the production of food products. Scientific works of the National University of Food Technologies. 2017. Vol. 23(5), Pt 1. P. 209–216. [in Ukrainian]

Nadolska-Orczyk A., Rajchel I. K., Orczyk W., Gasparis S. Major genes determining yield-related traits in wheat and barley. Theoretical and Applied Genetics. 2017. Vol. 130, Is. 6, P. 1081–1098. https://doi.org/10.1007/s00122-017-2880-x.

Tillett B. J., Hale C. O., Martin J. M., Giroux M. J. Genes Impacting Grain Weight and Number in Wheat (Triticum aestivum L. ssp. aestivum). Plants. 2022. Vol. 11, Is. 13. P. 1772. https://doi.org/10.3390/plants11131772.

Bublyk O. M. Factors of somaclonal variability of plants. Bulletin of the Ukrainian Society of Geneticists and Breeders. 2011. Vol. 9 (1). P. 118–133. [in Ukrainian]

Ahmed K., Abdelkareem A. Somaclonal variation in bread wheat (Triticum aestivum L.). II. Field performance of somaclones. Cereal Research Communications. 2005. Vol. 33, Is. 2, P. 485–492. https://doi.org/10.1556/CRC.33.2005.2-3.110.

Arun B., Singh B. D., Sharma S., Paliwal R., Joshi A. K. Development of somaclonal variants of wheat (Triticum aestivum L.) for yield traits and disease resistance suitable for heat stressed and zero-till conditions. Field Crops Research. 2011. Vol. 103. P. 62–69. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2007.04.011.

Miguel C., Marum L. An epigenetic view of plant cells cultured in vitro: somaclonal variation and beyond. Journal of Experimental Botany. 2011. Vol. 62, Is. 11. P. 3713–3725. https://doi.org/10.1093/jxb/err15.

Linacero R., Ballesteros I. Somaclonal Variation: Basic and Practical Aspects. 2024. 20 p. https://doi.org/10.1007/978-3-031-51626-9_1.

Duta-Cornescu G., Constantin N., Pojoga D. M., Nicuta D., Simon-Gruita A. Somaclonal Variation Advantage or Disadvantage in Micropropagation of the Medicinal Plants. International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24, Is. 1. P. 838. https://doi.org/10.3390/ijms24010838.

Bairu M., Aremu A., Van Staden J. Somaclonal variation in plants: causes and detection methods. Plant Growth Regulation. 2011. Vol. 63. P. 147–173. https://doi.org/10.1007/s10725-010-9554-x.

Jain M. S. Tissue culture-derived variation in crop improvement. Euphytica. 2001. Vol. 118. P. 153–166.

Alikina O., Chernobrovkina M., Dolgov S., Miroshnichenko D. Tissue culture efficiency of wheat species with different genomic formulas. Crop Breeding and Applied Biotechnology. 2016. Vol. 16. P. 307–314.

Özgen M., Birsin M. A., Benlioglu B. Biotechnological characterization of a diverse set of wheat progenitors (Aegilops sp. and Triticum sp.) using callus culture parameters. Plant Genetic Resources. 2015. Vol. 15(1). P. 45–50. https://doi.org/10.1017/s1479262115000350.

Kyriienko A. V., Shcherbak N. L., Kuchuk M. V., Parii. M. F., Symonenko Yu. V. In vitro plant regeneration from mature embryos of amphidiploid spelt Triticum spelta L. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant. 2021. https://doi.org/10.1007/s11627-021-10158-4.