Анотація до роботи:

Літовкін К.В. Генотипові особливості морфогенетичних реакцій в культурі тканин ячменю. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 — біотехнологія. Нікітський ботанічний сад – Національний науковий центр УААН, Ялта, 2003.

Дисертаційну роботу присвячено дослідженню впливу генотипу і чинників негенетичної природи на здатність до регенерації в культурі недостиглих зародків і пиляків ячменю, пошуку шляхів експериментального підвищення регенераційної здатності. Проведено вивчення морфогенетичних процесів в культурі недостиглих зародків. В запропонованих умовах культивування недостиглих зародків основним джерелом морфогенезу та регенерації були меристеми експлантів. Встановлено, що здатність до регенерації контролюється адитивно-домінантною генетичною системою з переважанням ефектів наддомінування. Виявлено високу позитивну кореляцію між регенераційною здатністю в культурі недостиглих зародків та здатністю до кущіння рослин в польових умовах, висотою головного пагона та колоса. Показано вплив мутації фуркатності, що асоціюється з дуплікацією в гомеобокс-гені ячменю Hvknox3, на частоту регенерації в культурі недостиглих зародків та польові характеристики рослин ячменю. Проведено скринінг сортів ячменю місцевої селекції за здатністю до гаплопродукції в культрі пиляків. Сорт Одеський 100 характеризувався найбільшою частотою індукції новоутворень та регенерації рослин. Виявлено високу позитивну кореляцію між цими ознаками. Співвідношення “альбіноси/зелені регенеранти” склало в середньому 2:1.

1. У популяції сортів та ліній ярого ячменю, що вивчалися, ківлькісні відмінності за здатністю до індукції регенераційних процесів при культивуванні недостиглих зародків і пиляків обумовлені генотипом рослини-донора. В той же час спрямованість регенераційних процесів у культурі недостиглих зародків залежить від фізіологічного стану експлантів.

2. В запропонованих нами умовах культивування недостиглих зародків ячменю (MS з доданням 16 мг/л 2,4-Д та 1 г/л гідролізату казеїну для індукції калюсу, та середовище MS з доданням 6 мг/л 2,4-Д, 1 мг/л ХФО та 1 г/л гідролізату казеїну для проліферації калюсу) регенерація рослин здійснюється внаслідок проліферації меристем експлантів; при цьому спостерігається як прямий органогенез, так і регенерація з морфогенного калюсу шляхом стеблового морфогенезу і соматичного ембріогенезу. Зародки розміром 1 – 1,7 мм знаходяться в оптимальній стадії розвитку для індукції морфогенного калюсу з меристематичних осередків експланта, проте межі оптимуму можуть змінюватися залежно від умов вирощування рослин донорів.

3. Підвищена здатність до регенерації недостиглих зародків фуркатної лінії сорту Одеський 100 пов’язана з мутацією в гомеобокс-гені ячменю, що впливає на проліферацію меристем. Плейотропний ефект даної мутації проявляється в підвищенні здатності до кущіння, а також у збільшенні довжини головного пагона, головного колоса та колосоносного міжвузля.

4. Ознака “регенерація рослин” в культурі нодостиглих зародків контролюється адитивно-домінантною генетичною системою з переважанням ефектів домінантних генів. Здатність до регенерації в культурі недостиглих зародків тісно пов’язана з низкою ознак вегетативної потужності рослин.

5. Оптимізовано умови одержання морфогенного калюсу та регенерації рослин при культивуванні ізольованої щиткової тканин (середовище Гамборга В₅ з доданням 1 мг/л 2,4-Д та 30 г/л мальтози, освітлення 2 клк). Така методика може бути використана у випадку низької частоти індукції морфогенного калюсу в культурі інтактних зародків.

6. Встановлено оптимальні терміни холодової обробки пиляків (2 тижні при +4 С). Серед сортів, що вивчалися, Одеський 100 характеризується найвищою частотоюіндукції новоутворень та регенерації рослин у культурі пиляків.

7. Гібридні комбінації, що досліджувалися, перевершували батьківські сорти за частотою індукції новоутворень у культурі пиляків, що має особливе практичне значення у зв’язку з використанням у селекційному процесі в якості матеріалу для гаплопродукції пиляків гібридних рослин. Проте вплив генотипу на співвідношення “зелені регенеранти/альбіноси” в культурі пиляків є незначним, що ускладнює прогнозування ефективності гаплопродукції при використанні даного методу в селекції ячменю.

Публікації автора:

1. Литовкин К.В., Игнатова С.А., Бондарь Г.П. Морфогенез в культуре незрелых зародышей ячменя // Цитология и генетика. — 1999. — Т.33, №5. — С. 89-96.

2. Літовкін К.В., Ігнатова С.О., Бондар Г.П. Генетичний аналіз морфогенезу в культурі недостиглих зародків ячменю // Вісник Одеського державного університету. — 2000. — Т.5, вип. 1. — С. 103-107.

3. Літовкін К.В. Ігнатова С.О., Бондар Г.П. Кореляції між регенераційною здатністю в умовах in vitro та агрономічними ознаками рослин ячменю // Аграрний вісник Причорномор’я. Біологічні та сільськогосподарськи науки. — 2001. — Вип. 12. — С. 25-29.

4. Литовкин К.В., Игнатова С.А. Влияние генотипа на морфогенез в культуре тканей ячменя // Матер. 2 межд. конф. “Биотехнология в растениеводстве, животноводстве, ветеринариии”. — Москва, 2000. — С. 31-33.

5. Litovkin K.V. Morphogenic response in tissue culture of barley near-isogenic lines // Abstr. Intern. Symp. “ Biotechnology approaches for exploitation and preservation of plant resources”. — Yalta, 2002. — P. 21-22.