Анотація до роботи:

Лобанова К. І. Регенерація рослин в культурі пиляків м’якої пшениці, шляхи її підвищення. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.20. – біотехнологія. Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, Одеса, 2009.

Дисертація присвячена вивченню закономірностей процесу регенерації рослин в культурі пиляків генотипів м'якої пшениці під впливом різних чинників з метою розробки методичних прийомів підвищення її ефективності.

Виявлено високу генотипоспецифічність серед 50 зразків м'якої пшениці за показником рівня регенерації рослин. Діапазон варіювання рівня регенерації зелених рослин у досліджених генотипів складав у сортів 0 – 15,8 %, у гібридів 0 – 76,2 %. Регенерацію зелених рослин у чутливих генотипів можна підвищити на етапі попередньої обробки зрізаних пагонів донорного матеріалу у водному розчині абсцизової кислоти (0,1 – 0,5 мг/л) на фоні низьких позитивних температур. Також підвищення результативності гаплопродукції можливо на етапі регенерації шляхом модифікації фітогормонального складу живильного середовища. Встановлено високу позитивну кореляцію між індукцією новоутворень та регенерацією з них зелених рослин, для сортів озимої м'якої пшениці r = 0,77, для гібридів r = 0,98; а також між регенерацією рослин і типом сформованих новоутворень (ЕКК r = 0,68). Встановлено кореляційний зв'язок між регенерацією зелених рослин в культурі пиляків in vitro та тривалістю періоду «сходи - вакуолізована мікроспора» для сортів (r = - 0,7) і для гібридів (r = - 0,6) озимої м'якої пшениці. Визначено вплив кліматичних умов виро-щування та строку посіву донорних рослин у польових умовах на регенерацію зелених рослин в культурі пиляків озимої м'якої пшениці.

1. В результаті проведених досліджень виявлено закономірності процесу регенерації рослин в культурі пиляків м'якої пшениці, які полягають у визначальній ролі генотипу рослин донорів, попередніх обробок, кількості та структури новоутворень, складу живильних середовищ та концентрації в них фітогормонів, температурних та світлових умов проходження процесу регенерації. На основі виявлених закономірностей процесів індукції новоутворень та їх регенерації запропоновано умови попередніх обробок донорних рослин пшениці, модифіковано живильні середовища та умови культивування новоутворень, що дозволило удосконалити технологію одержання подвоєних гаплоїдів.

2. Виявлено високу генотипоспецифічність серед 50 зразків м'якої пшениці за показником рівня регенерації рослин, який коливався в межах у сортів 0 – 15,8 %, у гібридів 0 – 76,2 %. За рівнем регенерації зелених рослин у культурі пиляків досліджені генотипи представлено 4 групами. Відсутність 5В і 5D хромосом у генотипів моносомних ліній сорту Безоста 1 негативно впливає на ембріоїдогенез у культурі пиляків.

3. Новоутворення, отримані в результаті спорофітних поділів мікроспор, представлено ембріоїдами, ембріонально-клітинними комплексами, калусами (морфогенними та неморфогенними). Встановлено високу позитивну кореляцію між регенерацією зелених рослин та індукцією новоутворень (для сортів озимої м'якої пшениці r = 0,77, для гібридів r = 0,9), а також між типом сформованих новоутворень (ЕКК r = 0,68) і регенерацією, та швидкістю їх формування і регенерацією рослин.

4. Встановлено негативний кореляційний зв'язок між регенерацією зелених рослин в культурі пиляків in vitro та тривалістю періоду «сходи -вакуолізована мікроспора» для сортів (r = - 0,7) і для гібридів (r = - 0,6) озимої м'якої пшениці. Показник «тривалість періоду сходи - вакуолізована мікроспора» запропоновано використовувати для попереднього прогнозування рівня регенерації генотипів озимої м'якої пшениці в культурі пиляків.

5. У генотипів озимої м'якої пшениці за різних років вирощування виявлено стабільність за показником рівня регенерації в культурі пиляків, за наявності варіювання відсотка новоутворень у досліджених генотипів у різні роки вирощування. Для досягнення високого виходу рослин-регенерантів в культурі пиляків озимої м'якої пшениці необхідне дотримання оптимальних строків посіву донорного матеріалу в польових умовах, які прийняті у регіоні вирощування.

6. Виявлено позитивний вплив попередньої обробки зрізаних пагонів донорних рослин м'якої пшениці у водному розчині АБК у темряві, 2-4 С, 3 доби на ефективність етапів гаплопродукції. Для генотипів озимої пшениці, вирощеної в камері штучного клімату, підвищення регенерації досягнуто попередньою обробкою зрізаних пагонів 0,1 мг/л АБК, для ярих генотипів – 0,5 мг/л, і для озимої пшениці, вирощеної в польових умовах – 0,5 мг/л.

7. Рівень регенерації зелених рослин у чутливих до андрогенезу in vitro генотипів озимої м'якої пшениці за використання попередньої обробки АБК (0,5 мг/л) підвищується від 1,5 до 2 разів, залежно від генотипу, внаслідок збільшення кількості морфогенних новоутворень. У нечутливих генотипів використання попередніх обробок виявилось неефективним.

8. Формування зелених рослин з ембріоїдів достовірно збільшувалося від 3 до 5 разів за додання у живильне середовище MS для регенерації 0,25 мг/л АБК. За культивування морфогенних калусів на живильному середовищі MS, доповненому гібереловою кислотою (0,5 мг/л), яблучною кислотою (25 мг/л) та розчинним крохмалем (1 мг/л), за температури культивування 9-12 С та 16-ти годинного фотоперіоду регенерація зелених рослин зросла в 3-5 разів, а регенерація альбіносних рослин зменшилась в 2,5 рази.