Улучшение компонентов гибридов сахарной свёклы с применением микроклонирования in vitro
С применением микроклонирования мы получаем выравненный материал компонентов отечественных гибридов сахарной свеклы на основе интеграции селекционного и биотехнологических процессов.
Клональное микроразмножение – уникальный метод вегетативного размножения, осуществляемого в контролируемых условиях in vitro (в пробирке). Данный подход позволяет в короткие сроки массово получать растения, генетически идентичные исходному экземпляру – донорскому растению, отобранному по перспективным селекционным признакам в полевых условиях. При этом минимизируется возможность передачи вирусов (клетки апикальных меристем в основном свободны от вирусов благодаря своим свойствам (т.к. распространение вирусов имеет свою скорость, даже в заражённом растении вирусы «не успевают» проникнуть в активно делящиеся меристематические клетки), исключаются бактериальные и грибковые заболевания. Растения, прошедшие культуру in vitro, обладают более мощным и здоровым ростом, поскольку несут меньшую нагрузку патогенов.
Создание гомозиготного исходного материала сахарной свеклы на основе получения гаплоидов in vitro
Мы получаем гомозиготные линии сахарной свеклы – потенциальные родительские линии F-1 гибридов с применением культуры гаплоидных клеток. Этот прием основан на культивировании in vitro неоплодотворенных половых клеток с редуцированным набором хромосом и последующей регенерации из них целых растений. При культивировании in vitro у гаплоидов происходит спонтанное удвоение хромосом, или его можно вызвать искусственно. Удвоенные гаплоиды вполне жизнеспособны и фертильны.
Гаплоиды и удвоенные гаплоиды имеют преимущества в селекционной работе:
- у гаплоидных растений характерный для гамет одинарный набор хромосом, что дает селекционерам возможность выявлять мутации сразу, поскольку рецессивные генные мутации в гаплоидных организмах не маскируются доминантными аллелями
- если гаплоидные клетки подвергнуть полиплоидизации, то возникнут удвоенные гаплоиды, характеризующиеся абсолютной гомозиготностью. Скрещивание гомозиготных линий дает, как правило, высокопродуктивное потомство
- гомозиготные растения используются селекционерами также для количественного генетического анализа, изучения генетической изменчивости, изучения взаимодействия генов, определения групп сцепления, установления числа генов, действующих на количественные признаки, определения локализации полигенов и т.д.
- гаплоидные растения лишены летальных или сублетальных мутаций, ведущих к гибели или ослаблению потомства.
Создание длительно сохраняемой коллекции перспективных селекционных форм сахарной свеклы in vitro
Селекционные образцы поддерживаются в условиях культуры тканей, периодически пересаживаются на свежие питательные среды и используются в экспериментах, направленных на выявление оптимальных условий проведения разных этапов микроразмножения, получения удвоенных гаплоидов, длительного сохранения растений in vitro. При решении проблемы сохранения генофонда культур успешно используются приемы биотехнологии растений, включающие микроклональное размножение. В основе лежит тотипотентность растительной клетки, т. е. способность к вегетативной регенерации из соматических клеток. Использование методов поддержания растений in vitro представляет собой важную дополнительную возможность для сохранения ценных генотипов. При создании определенных условий, которые индивидуально подбираются для различных генотипов, микроклоны можно длительное время культивировать in vitro без потери жизнеспособности.
При необходимости (для проведения опытов или получения штеклингов) растения могут быть размножены до необходимого количества и включены в селекционный или биотехнологический процесс.