Биотехнология и селекция растений (Dec 2020)
Перспективы использования гаплоиндукторов в селекции кукурузы
Abstract
Первые гаплоидные растения, обнаруженные в 1922 году Блэксли с соавторами, а также полученные в 1964, в культуре in vitro, Гуха и Магешвари первые гаплоидные растения определили новое и важное направление для селекции и теоретических исследований в области репродуктивной биологии. Частота спонтанной гаплоидии в посевах культурных растений крайне низка и составляет не более 0,01-0,1%, поэтому поиск источников и доноров, способных к стимулированию гаплоидии в гибридных комбинациях актуально. Расширение поиска новых источников и доноров признака гаплоиндукции, создание новых, более эффективных гаплоиндукторов способствуют накоплению научной информации и генетических источников, характеризующихся высоким ресурсным потенциалом для селекционно-генетических исследований. Причины, способствующие стимулированию гаплоидии еще не достаточно изучены. Есть сведения, что за этот процесс ответственны гены локализованные в qhir1, qhir11, qhir12 регионах хромосомы 1. Использование генов стимулирующих гаплоиндукцию кукурузы в сочетании с маркерным геном антоциановой окраски зерновки и зародыша R1-nj, а также антоциановой окраски растения А1 и В1 позволило создать линии гаплоиндукторы с частотой стимулирования гаплоидов до 15%. Фенотипическое проявление эффекта гена способствует качественному отбору гаплоидных зерновок на початке за счет проявления маркерной антоциановой окраски на различных частях гибридного растения, а так же на зерновке и зародыше. Наличие в кремнистой кукурузе генов подавителей синтеза антоцианов (C1-I, C2-Idf, In1-D) ограничивают использование гена R1-nj на других кремнистых подвидах кукурузы. В связи с этой проблемой ведутся исследования по созданию иных генотипов гаплоиндукторов не связанных с антоциановой окраской зерновки, основанных на содержании масла в зерне, отсутствия лигулы на листьях, окраски корешка на проростках. Использование матроклинной и андроклинной типов гаплоиндукции позволяет селекционерам получать 100% гомозиготные дигаплоидные линии кукурузы, как с материнским, так и с отцовским геномом. Благодаря этим достижениям стало возможным сокращение материальных и временных затрат на создание инбредных линий и их стерильных аналогов в 5 и более раз, ускорилась селекционная работа по созданию новых гибридов кукурузы, значительно улучшилось качество семеноводческой продукции, ее типичность и однородность.
