Ведущая мировая сельскохозяйственная культура мягкая пшеница (Triticum aestivum L.) во многих регионах планеты поражается бурой ржавчиной, вызываемой грибом Puccinia reconditа Rob. et Desm. f. sp. tritici Eriks. Собственных эффективных генов устойчивости против этого заболевания у мягкой пшеницы не осталось, поэтому селекционеры используют чужеродные (интрогрессивные) гены, фрагменты хромосом и целые хромосомы от других злаков [2]. Чужеродный генетический материал не только обеспечивает защиту мягкой пшеницы от бурой ржавчины, но и оказывает разное влияние на физиологические и биохимические процессы, протекающие в клетках растении in vivo и in vitro.
Целью наших исследований являлось изучение влияния транслокации T1BL·1R#1S и замещения хромосомы 6D на хромосому 6Agi на процессы каллусогенеза и регенерации растений в культуре незрелых колосьев in vitro у яровой мягкой пшеницы.
Объектом исследований являлись две пары почти изогенных линий яровой мягкой пшеницы, созданные в лаборатории генетики и цитологии НИИСХ Юго-Востока [4]. Первая пара линий: Л-503R (Lr19-транслокация и Lr26-транслокация) и Л-503S (Lr19-транслокация). Вторая пара линий: Л-400R (замещение хромосомы 6D на хромосому 6Agi) и Л-400S (нормальная хромосома 6D).
Донорные растения исследуемых генотипов выращивали в полевых условиях в 2014 г. Незрелые колосья срезали и стерилизовали в течение 15 минут 30%-м хлорсодержащим препаратом «Белизна», затем промывали стерильной дистиллированной водой.
В асептических условиях ламинар-бокса вычленяли экспланты и помещали их на питательную среду Мурасиге – Скуга с добавлением 2 мг/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты. В течение первых 20 суток культивирования проводили в темноте при температуре 25 °С. Через 20 суток культивирования каллусы для регенерации in vitro при 16-часовом световом режиме переносили на среду Мурасиге – Скуга с добавлением 0,5 мг/л β-индолил-3-уксусной кислоты и 0,5 мг/л кинетина.
Опыт проводили в четырехкратной повторности (в одной повторности было 10 пробирок с одинаковыми по массе эксплантами). Полученные результаты обрабатывали методом однофакторного дисперсионного анализа с последующим сравнением частных средних по тесту Дункана [3].
Результаты эксперимента показали, что по показателям «количество каллусов / количество эксплантов», «масса регенеранта» и «количество регенерантов / масса каллуса» достоверных различий между изучаемыми вариантами не установлено. Установлены значимые различия между почти изогенными линиями Л503R и Л503S, и Л400R и Л400S по показателям «масса каллуса через 20 суток культивирования» и «количество регенерантов / количество эксплантов». Во всех случаях чужеродный генетический материал повышал эти показатели.
Установлено положительное достоверное влияние хромосомы 6Agi на показатели «масса каллуса через 20 суток культивирования / масса экспланта» и «масса регенеранта / масса каллуса». Влияние транслокации T1BL·1R#1S на эти показатели отсутствовало.
Подобные исследования на мягкой пшенице с использованием чужеродного генетического материала (хромосома 5R) были проведены и другими авторами [1, 4].
Таким образом, у яровой мягкой пшеницы транслокация T1BL·1R#1S и замещение хромосомы 6D на хромосому 6Agi значимо повышают способность генотипа к соматическому каллусогенезу и регенерации растений in vitro.