ФГБОУ ВО РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

ФГБОУ ВО РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ – МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА
На правах рукописи
МИТРОШИНА ОЛЬГА ВИКТОРОВНА
ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ ОПЛОДОТВОРЕНИЯ У СОРТОВ ВТОРИЧНОЙ
ГЕКСАПЛОИДНОЙ ТРИТИКАЛЕ
Специальность 06.01.05 – селекция и семеноводство
сельскохозяйственных растений
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Научный руководитель:
Кандидат биологических наук, доцент
Рубец Валентина Сергеевна
Москва 2015
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 4
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................. 8
1.1. Биологические особенности цветения, опыления и оплодотворения
тритикале ...................................................................................................................... 8
1.2. Избирательность оплодотворения у растений ................................................. 13
1.3. Способы обеспечения перекрестного опыления у растений ......................... 19
1.4. Молекулярные механизмы реакции узнавания рыльцами совместимой
пыльцы ........................................................................................................................ 25
1.5. Особенности мужской и женской генеративных сфер, способствующие
избирательности оплодотворения у растений ........................................................ 28
1.5.1.Генетические факторы избирательности .................................................... 28
1.5.2. Биохимический состав пыльцы .................................................................. 29
1.5.3. Возрастные факторы .................................................................................... 32
1.5.4. Климатические факторы .............................................................................. 33
1.5.5. Морфологические особенности пыльцы ................................................... 34
1.5.6. Дальность переноса пыльцы ....................................................................... 34
1.5.7. Человеческий фактор ................................................................................... 35
1.6. Фазы оплодотворения у растений ..................................................................... 35
1.6.1. Прогамная фаза оплодотворения ................................................................ 36
1.6.2. Двойное оплодотворение (сингамия и тройное слияние) ........................ 46
1.6.3. Постгамная фаза оплодотворения .............................................................. 48
1.7. Избирательность оплодотворения и его практическое значение при
межсортовом и внутрисортовом переопылении .................................................... 48
ГЛАВА 2 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ .................................................... 53
ГЛАВА 3 МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТА ........................................................................................................ 55
3.1. Растительный материал ...................................................................................... 55
3.2. Методика проведения эксперимента ................................................................ 59
3.2.1 Определение склонности к перекрестному опылению по реакции на
принудительное самоопыление и величине хазмогамного цветения ............... 59
3.2.2 Определение размера пыльцевых зерен, фертильности и содержания
водорастворимых веществ в пыльце .................................................................... 60
3.2.3. Лабораторная оценка избирательности оплодотворения......................... 62
3.2.4. Полевой эксперимент................................................................................... 65
3.3. Условия проведения эксперимента................................................................... 66
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .......................................................... 74
4.1. Характеристика прогамной фазы оплодотворения у ржи и пшеницы .......... 74
4.1.1. Оценка прогамной фазы оплодотворения у ржи ...................................... 74
4.1.2. Характеристика прогамной фазы оплодотворения у пшеницы .............. 86
4.2. Характеристика сортов тритикале по степени развития репродуктивной
сферы ........................................................................................................................... 95
3
4.3. Характеристика пыльцевых зерен у материнских сортов тритикале и их
опылителей ................................................................................................................. 99
4.4. Характеристика прогамной фазы оплодотворения у тритикале.................. 102
4.4.1. Прорастание пыльцевых зерен на рыльцах пестиков тритикале при
разных способах опыления.................................................................................. 102
4.4.2. Рост пыльцевых трубок в тканях пестиков тритикале при разных
способах опыления ............................................................................................... 109
4.4.3. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в тканях пестиков
тритикале ............................................................................................................... 114
4.4.4. Динамика содержания коротких пыльцевые трубок в тканях пестиков
тритикале при различных способах опыления .................................................. 118
4.4.5. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в тканях пестиков
тритикале при разных способах опыления ........................................................ 121
4.4.6. Динамика содержания аномальных пыльцевые трубок в тканях пестиков
тритикале при разных способах опыления ........................................................ 123
4.5. Характеристика постгамной фазы оплодотворения у тритикале ................ 127
ВЫВОДЫ ..................................................................................................................... 132
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ..................................................................... 133
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................... 134
4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Возделыванием тритикале на данный момент
времени занимаются во многих странах мира. Главным образом, это обусловлено
ее различным направлением использования. Как и у многих зерновых культур, у
тритикале одним из недостатков может быть спонтанное переопыление между
сортами. В посевах тритикале оно может достигать 1-20 % [Федорова, 1986;
Кривенко, 1986; Ставнийчук, 1987; Абрамова, Тихенко, 1987; Дударева, 2005].
Такое явление, возможно связано с избирательностью оплодотворения,
которая зависит от многих факторов (физиолого–биохимических особенностей
пыльцы и пестиков, от метеорологических условий) [Горин, 1953; Лю Да Цзюнь
1959; Пыльнев, 1963; Куркиев, 2006].
Вероятность
явления
избирательности
оплодотворения
у
растений
повышается вследствие открытого цветения. У тритикале оно находится на
довольно высоком уровне, более 60% [Шулындин, 1971; Пугачева и др., 1983].
Именно в таком состоянии в цветки тритикале имеет возможность попасть
чужеродная пыльца. Если она окажется более конкурентоспособной, чем пыльца
собственного сорта, то в итоге возможно появление гибридных семян. В
дальнейшем это явление приводит к биологическому засорению посевов.
Известно, что благоприятный исход оплодотворения зависит от процессов,
происходящих в прогамную, собственно оплодотворения и постгамную фазы
оплодотворения. В этой области исследования работы по тритикале не
многочисленны. Было установлено, что во многом все эти процессы сходны с
пшеницей [Симинел, Кильчевская, 1984; Ставнийчук, 1987]. Современные сорта
тритикале характеризуются относительно высоким уровнем фертильности
пыльцы [Челак, 1987; Fritz et al., 1989; Schlenken, 1991; Prasanna et al., 1994;
Wedzony. 1996]. Наряду с этим у них наблюдается различная склонность к
перекрестному опылению согласно результатам экспериментов по реакции колоса
на принудительное самоопыление [Абрамова и др., 1987]. Поэтому выявление
5
наличия избирательности оплодотворения у тритикале при параллельном
исследовании родительских видов имеет важное теоретическое и практическое
значение для селекционного и семеноводческого процесса. Комплексная оценка
прогамной и постгамной фаз позволит дать более полную информацию о наличии
или отсутствии избирательности оплодотворения у конкретного сорта тритикале.
Цель исследования. Цель данной работы состоит в том, чтобы выяснить,
имеет
ли
место
избирательность
оплодотворения
у
сортов
вторичной
гексаплоидной тритикале, различающихся по реакции на принудительное
самоопыление, происхождению и морфологическим признакам.
Задачи исследования. 1. Провести оценку прогамной фазы оплодотворения
у ржи и пшеницы для последующего сравнения с тритикале.
2. Провести сравнительное изучение сортов тритикале по степени развития
репродуктивной сферы, реакции на самоопыление по завязываемости зерен,
величине хазмогамного цветения.
3. Провести сравнительную характеристику пыльцевых зерен у материнских
сортов тритикале и их опылителей: по форме и размерам пыльцевых зерен;
фертильности пыльцы; содержанию водорастворимых веществ в пыльце.
4.
Провести
оценку
избирательности
оплодотворения
озимой
гексаплоидной тритикале в прогамную и постгамную фазы:
4.1. Оценить избирательность оплодотворения тритикале в прогамную фазу
по проценту прорастания собственных и чужих пыльцевых зерен на рыльцах;
длине пыльцевых трубок, полученных при прорастании собственной и чужой
пыльцы; соотношению длинных, коротких и средних пыльцевых трубок при
опылении пыльцой собственного сорта и при опылении чужой пыльцой; по
количеству пыльцевых трубок с аномальным ростом при самоопылении и при
опылении чужой пыльцой.
4.2. Провести полевую оценку избирательности оплодотворения тритикале
в постгамную фазу по соотношению гибридных и негибридных растений в
потомстве первого покаления от опыления кастрированных цветков белоколосых
6
(рецессивных) материнских сортообразцов смесью пыльцы (собственной и
пыльцы другого сорта с доминантными признаками).
Научная новизна. Проведен сравнительный анализ прогамной фазы
оплодотворения у пшеницы и ржи для выявления параметров оценки
избирательности оплодотворения. Предложены критерии оценки избирательности
оплодотворения у тритикале на основе длины пыльцевых трубок у ржи при
самоопылении
и
опылении
чужеродным
сортом.
Впервые
изучена
избирательность оплодотворения у тритикале с помощью метода опыления
кастрированных цветков смесью пыльцы в постгамную фазу оплодотворения,
результаты которой проявляются в потомстве первого поколения. Проведено
сопоставление результатов, полученных при изучении прогамной и постгамной
фаз оплодотворения.
Практическая
значимость.
Выявление
избирательности оплодотворения в прогамную
тритикале
имеет
важное
значение
для
наличия
или
отсутствия
и постгамную фазы у сортов
оптимизации
селекционно-
семеноводческой работы с этой культурой.
Положения, выносимые на защиту.
1. Прогамная фаза оплодотворения ржи и пшеницы.
2. Критерии, выделенные на основании изучения прогамной фазы
оплодотворения
родительских
видов,
для
оценки
избирательности
оплодотворения у тритикале.
3. Сравнительная оценка сортов тритикале по степени развитости
репродуктивной сферы.
4. Избирательность в прогамную фазу оплодотворения тритикале.
5. Избирательность в постгамную фазу оплодотворения тритикале.
Степень
достоверности
и
апробации
результатов.
Исследования
выполнены по известным методикам [Паушева, 1988; Палфитов, Ермачкова,
2008]. Некоторые методы предложены нами (критерии подразделения пыльцевых
трубок по длине; соотношение пыльцевых трубок по длине). Все выводы
7
подтверждены экспериментальными исследованиями, статистической обработкой
полученных результатов.
Результаты
проведенных
исследований
были
представлены
на
конференциях: Международной научно-практической конференции «Тритикале и
его роль в условиях нарастания аридности климата» и секции тритикале
отделения растениеводства РАСХН (Ростов-на-Дону, 2012); Международной
научно-практической конференции «Актуальные вопросы образования и науки 30
декабря (2013, Тамбов); ХХI Международной научно-практической конференции
студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2014);
Международной
научно-практической
конференции
молодых
ученых
и
специалистов, посвященная созданию объединенного аграрного вуза в Москве
(Москва,
2014);
Международной
научно-практической
конференции,
посвященной 127-й годовщине со дня рождения Н.И. Вавилова (Саратов, 2014).
8
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Биологические особенности цветения, опыления и оплодотворения
тритикале
С внедрением в производство новой сельскохозяйственной культуры,
сочетающей наследственность пшеницы и ржи, часто отрицательно реагирующей
на самоопыление, необходимо иметь представление об особенностях ее биологии
цветения, опыления и оплодотворения, для того чтобы выбрать наиболее
рациональный метод поддержания нового сорта [Пугачева, 1985].
Родительские
особенностям
виды
тритикале
репродуктивной
перекрестноопыляющейся
противоположны
системы:
культурой,
а
рожь
по
биологическим
является
пшеница
–
облигатной
факультативным
самоопылителем [Омаров и др., 1988; Соболев, 2001; Дударева, 2005].
Вклад
генома
пшеницы
определяется
системой
самосовместимости
тритикале, четко проявляющейся в достаточно высокой завязываемости зерен при
самоопылении, меньшей, чем у пшеницы, но большей чем у ржи [Федорова,
1986]. Однако, несмотря на это, в литературе представлены разноречивые мнения
по типу цветения, согласно которым, одни авторы, такие как З. В. Абрамова, Н. Д.
Тихенко, утверждают, что растения тритикале следует относить к склонным к
самоопылению [Абрамова и др., 1986], в то время как другие считают ее
культурой, склонной к перекрестному опылению [Ставнийчук, 1887]. Работами
К.У. Куркиева и др. было отмечено, что гены самонесовместимости, характерные
для ржи, у тритикале не проявляются [Куркиев и др., 2006].
Цветение тритикале, также как у пшеницы и ржи, начинается со средней
части и постепенно распространяется к основанию и вершине колоса. Для озимой
тритикале характерны открытый и комбинированный типы цветения. Кроме того
у октаплоидных форм тритикале преобладает открытое цветение, а у
гексаплоидных – открытое и комбинированное [Кривенко, 1986; Ставнийчук и
др., 1986]. В общем, цветение тритикале характеризуется высоким процентом
9
хазмогамного цветения, достигающим 85,1-100% [Карпачев и др., 1985]. По
данным Ставничука В.Г и др. известно, что величина хазмогамии у первичных
гексаплоидных тритикале отличается значительным коэффициентом вариации и
превышает пшеницу в 1,9 раза, вторичные тритикале в 2 раза и озимую рожь в 8,1
раза [Ставнийчук, 1983]. В пределах даже одной и той же линии тритикале
процент открытого цветения подвержен резким изменениям [Banaszak et al.,
2007].
Виды пшеницы, вовлекающиеся в получение тритикале, могут проявлять
свою долю участия в их хазмогамном цветении. Так амфидиплоиды, созданные на
основе мягкой пшеницы и ди-тетраплоидной ржи, обладают большей степенью
хазмогамии, чем созданные на основе тургидной пшеницы. Казимиро Х.К. было
выявлено, что формы тритикале, полученные на основе твердой и тургидной
пшеницы, сильнее реагируют на принудительное самоопыление, чем формы,
созданные на основе мягкой пшеницы [Казимиро, 1989].
По характеру строения цветка тритикале близка к пшенице, ее цветок имеет
черты строения, характерные для цветков злаков, способствующие перекрестному
опылению. Они включают в себя следующее: отсутствие венчика; наличие
пестика
с
хорошо
опушенным
двулопастным
рыльцем,
обладающим
значительной способностью к улавливанию пыльцы; завязи удлиненной формы,
более крупной, чем у пшеницы и ржи; наличием качающихся пыльников,
выбрасывающих в воздух огромное количество пыльцы [Ставнийчук, 1983;
Абрамова и др., 1985].
У тритикале цветки раскрываются двумя способами: лодикулярным
(первичный тип цветения) и овариумным (вторичный тип цветения). Для
подавляющего
большинства
цветков
тритикале
характерно
лодикулярное
раскрытие цветков. За счет уменьшения объема лодикул, выражающееся
впоследствии в обезвоживании, происходит смыкание цветковых чешуй, которое
происходит сравнительно медленно. Поэтому цветки тритикале закрываются
медленнее, чем открываются [Ставнийчук, 1987; Зыкин и др., 2001].
10
По ширине расхождения цветковых чешуй можно косвенно судить о
способе опыления. У тритикале она занимает промежуточное положение между
родительскими видами и варьирует в пределах 4,0-4,3 мм по годам. Чем шире
раскрываются цветковые чешуи, тем больше вероятность попадания на рыльце
пестика пыльцы других растений, сортов и видов [Карпачев и др., 1985]. Не менее
важное значение в биологии цветения, опыления и оплодотворения тритикале
имеет
способность
рылец
воспринимать
пыльцу,
которая
связана
с
продолжительностью жизнеспособности рылец, варьирующая от 9 и до 14 дней
[Карапетян, 1988].
На динамику цветения тритикале в значительной степени влияет
продолжительность первичного раскрытия цветка, которая составляет в среднем
48,7 мин, в то время, как у ржи – 18 мин, у пшеницы – 30 мин [Зыкин и др., 2001].
У тритикале также отмечаются особенности, связанные с замедленным ходом
цветения. Так, нарастание и спад максимумов цветения в течение всего дня
происходят более плавно, чем у пшеницы и ржи, а сам максимум
продолжительнее. Продолжительное цветение отдельных цветков приводит к
замедленному суточному цветению и в итоге цветение популяции тритикале
затягивается на 1-5 суток дольше, чем у пшеницы и ржи. В некоторой степени это
обусловлено многоцветковостью колоса тритикале, унаследованной от пшеницы
[Федорова, 1986; Ставнийчук, 1987].
Другой особенностью цветения, оказывающей непосредственное влияние на
его продолжительность, является высокий процент вторичного раскрытия
цветков, достигающий в отдельных случаях около 60% [Карпачев и др., 1985]. По
этой причине у тритикале может отсутствовать самоопыление. Последнее,
вероятно, может происходить из-за недостаточного количества фертильной
пыльцы. На основании данных, полученных B.M. Prasanna и др. по проценту
завязываемости зерен, октаплоидные тритикале по фертильности цветков лучше,
чем гексаплоидные. Корреляционный анализ показал отсутствие связей между
тремя параметрами: митотической стабильностью, фертильностью пыльцы,
фертильностью цветков у первичных тритикале [Prasanna, 1994]. Считается, чем
11
выше процент вторичного цветения цветков, тем продолжительнее фаза цветения
у растений тритикале. Комаров Н.М. отмечал, что продолжительность открытого
состояния цветков находится в определенной зависимости от сортовых
особенностей, расположения цветков в пределах колоска и колоса, а также
факторов внешней среды [Комаров и др., 2008]. Характер цветения колоса
тритикале и его отдельных колосков напоминает озимую пшеницу [Тихенко,
1988]. На степень проявления аллогамии и автогамии сильное влияние оказывают
экологические
условия
возделывания
и
генотип.
При
принудительном
самоопылении идет уменьшение гетерозиготности, что влечет за собой
увеличение открытого цветения [Ставнийчук и др., 1983; 1986; 1987]. Влияние
пониженной влажности и повышенной температуры воздуха сказывается на
уменьшении хазмогамного цветения тритикале [Дударева, 2005]. А повышенная
влажность, наличие облачности и температуры, близкой к 20°С, наоборот, будет
лишь благоприятствовать перекрестному опылению. Подобные результаты были
получены на сортах яровой пшеницы Гориным А.П. [Горин, 1950].
Бурное движение ветра стимулирует хазмогамное цветение, которое в
последствие
приводит
способствует достаточно
к
массовому
перекрестному
опылению.
Этому
высокая пыльцевая продуктивность, которая
у
тритикале в 2-3 раза выше, чем у пшеницы и 4-6 раза ниже, чем у ржи
[Ставнийчук, 1983]. Дальность перелета пыльцы тритикале, так же как и у
пшеницы сильно зависит от погодных условий. По данным Дубовика М.Н. и др.,
пыльцевые зерна тритикале могут перемещаться под воздействием ветра на
расстояние 50 м, тогда как у ржи на 120 м [Дубовик и др., 1994]. В условиях
воздушной засухи величина спонтанной гибридизации у тритикале может
достигать 20%. Поэтому для сохранения сортовой чистоты в коллекционных
питомниках целесообразно использование групповых изоляторов, а в первичном
семеноводстве в зависимости от генотипа желательна пространственная изоляция
размером 100-200 м между сортами. Соблюдение пространственной изоляции
тритикале с родительскими видами необязательно, поскольку спонтанные
гибриды, образующиеся с их участием стерильны, и не могут снизить показатель
12
сортовой чистоты [Ставнийчук, 1983; Гриб и др., 1993; Комаров и др., 2000].
Тритикале успешнее скрещивается с мягкой пшеницей, чем с твердой пшеницей и
другими видами пшеницы. [Кульбий и др., 1984; Тимофеев и др., 1985].
Завязываемость между озимым гексаплоидным тритикале и мягкой пшеницей
иногда может составлять в отдельных случаях 30-40% [Душкевич, 1984].
Анализ
различных
способов
опыления
у
тритикале
по
проценту
завязываемости зерен в колосе и проценту хазмогамного цветения показал, что
сорта тритикале значительно различаются по реакции на принудительное
самоопыление. Среди сортов тритикале имеются такие, которые реагируют на
самоопыление либо положительно, либо отрицательно или вообще нейтрально.
Вероятно, это может быть связно с различной избирательностью пыльцы во время
опыления и оплодотворения, поэтому биология цветения является главным
критерием в выборе метода селекции, особенно в первичных звеньях
семеноводства при работе с данной культурой [Пугачева, 1988; Schlenker, 1991;
Рубец и др., 2011; Никитина и др., 2011; Шпилев и др., 2012].
Пыльца тритикале примерно также, как у пшеницы и ржи, способна
прорастать сразу, как только попала на рыльце пестика. Это говорит о достаточно
высоком уровне жизнеспособности пыльцы в первое время после опыления.
Пыльца тритикале по этому показателю уступает пыльце ржи и имеет примерно
то же значение, что и пшеница [Fritz et al., 1989; Wedzony, 1996]. По наблюдениям
Челак В.Р., Тихенко Н.Д., у тритикале собственные пыльцевые зерна отличаются
более быстрым и дружным прорастанием по сравнению с чужой пыльцой. Среди
образцов данной культуры бывают и такие формы, которым свойственно слабое
прорастание собственной пыльцы по сравнению с чужой, например, как у
гексаплоидной тритикале АД Накаджима [Тихенко, 1986; Челак, 1987]. А вот у
ржи при самоопылении наблюдается значительно более низкий процент
прорастания пыльцевых зерен [Райки Шандер, 1955].
В процессе прорастания пыльцевых зерен у тритикале могут проявляться
различные аномалии. К ним относят следующие: образование пыльцевыми
зернами каплевидных пыльцевых трубок, спиралевидных, не способных
13
проникнуть в ткани рыльца; образование пыльцевым зерном двух и более
пыльцевых трубок. Также в этот список входит нарушение, связанное с
прорастанием пыльцевых зерен, которые содержат в своем составе тяжевидные и
гантелевидные спермии [Челак, 1987]. При самоопылении у ржи собственные
пыльцевые трубки могут обвиваться вокруг рыльца, а в случае их внедрения в
рыльце они, как правило, разбухают. Таким образом, реализуется остановка роста
пыльцевой трубки у ржи [Райки-Шандер, 1955].
Несмотря на выше перечисленные нарушения, многие пыльцевые трубки
тритикале, ржи и пшеницы все-таки обладают значительной способностью
проникать в ткани пестика, и расти по направлению к завязи. Во время роста
пыльцевых трубок отмечаются нарушения такого рода, как спиральное
закручивание пыльцевых трубок в тканях пестика, образование булавовидных
вздутий на концах пыльцевых трубок, в связи, с чем их дальнейший рост
останавливается. Нарушением роста пыльцевой трубки также является ее рост в
тканях рыльца в направлении, противоположном от семяпочки. Описанные
нарушения могут встречаться при прорастании и росте пыльцевых трубок в
тканях пестика многих форм тритикале. Определенные типы нарушений зависят
от генотипа образца и его способа опыления. Направление оплодотворения
собственной или чужой пыльцой у тритикале может определяться также и
происхождением [Тихенко, 1986].
У
тритикале
процесс
двойного
оплодотворения
характеризуется
замедленным темпом и премитотическим типом [Челак, 1987]. У тритикале
содержимое пыльцевой трубки изливается в зародышевый мешок, спустя 5-8 ч
(иногда даже 10-15 ч) с момента опыления [Ставнийчук, 1983; Wedzony, 1996 ], у
ржи – через 15-18 ч [Райки Шандер, 1955], у пшеницы – через 5-6 ч [Ставнийчук,
1983].
1.2. Избирательность оплодотворения у растений
14
В процессе эволюции растительного мира многие виды растений
приспособились к различным способам опыления и оплодотворения. Поэтому в
природе имеет место самонесовместимость (для осуществления перекрестного
опыления в пределах вида) и перекрестная несовместимость (для предотвращения
межвидовых и других отдаленных скрещиваний), а также одновременно могут
наблюдаться перекрестное опыление и самоопыление [Лю Да-Цзюнь, 1959].
В
природе
строгого
перекрестного
опыления
или
самоопыления
практически не существует [Герасимова-Навашина, 1986]. Также хорошо
известно, что способы опыления обладают свойством факультативности. Поэтому
у перекрестноопыляющихся культур, таких как люцерна, клевер, рожь, сахарная
свекла, персик, абрикос, и др., встречаются самоопыляющиеся формы. А такие
самоопыляющиеся культуры, как арахис, соя, лен, масличный мак, овес, пшеница,
имеют даже формы, генетически склонные к перекрестному опылению
[Коваленко,
1986].
Под
влиянием
изменяющихся
внешних
условий
самостерильные растения могут стать самофертильными и наоборот. По мере
понижения
температуры
и
увеличения
влажности
воздуха
у
многих
самостерильных видов процент завязываемости увеличивается [Вишнякова,
1989]. Например, пшеница в условиях Московской области может переопыляться
с другими сортами пшеницы [Войня Раду, 1956; Лю-Да-Цзюнь, 1959; Пыльнев,
1963], а свекла, для которой характерна система несовместимости, в горных
районах способна давать семена от самоопыления. [Харечко-Савицкая, 1935]
Во время цветения на рыльца пестиков, как самоопыляющихся, так и
перекрестноопыляющихся видов, попадает смесь пыльцы. В эту смесь, кроме
пыльцы собственного цветка, может входить одновременно еще пыльца другого
растения, сорта, разновидности или даже вида. Какая пыльца примет участие в
оплодотворении будет зависеть от избирательности оплодотворения. Ведь, как
правило, в состав смеси входит пыльца, различная по качеству. Оно, в свою
очередь, определяется генетическими, физиологическими и биохимическими
факторами. Поэтому в литературе принято считать, что оплодотворение всегда
происходит избирательно [Войня Раду, 1956; Лю-Да-Цзюнь 1959, Пыльнев, 1963].
15
Именно
перекрестное
опыление
служит
источником
возникновения
избирательности оплодотворения у растений.
Избирательность оплодотворения встречается в литературе под разными
терминами, такими как селективность оплодотворения, предпочтительное
оплодотворение, дифференциальное оплодотворение, сортирующее скрещивание
[Лю-Да-Цзюнь, 1959].
Основные предпосылки избирательности оплодотворения принадлежат
Ч.Дарвину. В работах о происхождении и эволюции пола; оплодотворении;
значении
перекрестного
оплодотворения
и
самооплодотворении
впервые
упоминалось об избирательности оплодотворения [Пыльнев, 1963]
Факт
избирательности
оплодотворения
впервые
был
обнаружен
Кельрейтером, а также Гертнером на кукурузе, табаке и других растениях [ТерАванесян, 1957; Пыльнев, 1963]. Позднее избирательность оплодотворения у
растений была освещена в работах Jones D.F. , Поляковым И.М., Пыльневым
В.М., Лю Да-Цзюнь и другими. Избирательность оплодотворения была
подтверждена многочисленными экспериментальными работами по различным
культурам.
Избирательность
оплодотворения
была
выявлена
при
совместном
выращивании на одном участке сортов ди- и тетраплоидных форм сахарной
свеклы. Причем величина перекрестного опыления у тетраплоидных растений
свеклы была значительно выше, чем у диплоидных [Бережко и др., 1988]. Сорта
сахарной свеклы лучше избирают пыльцу кормовой и столовой, чем свою. В то
время как кормовая и столовая свекла отдают предпочтение собственной пыльце
[Медведева, 1956].
У проса (Panicum miliaceum L.) при открытом цветении самоопыление
происходит гораздо быстрее, чем перекрестное опыление, поскольку метелка
обладает сжатой формой и сильно наклонена внутрь посевов, где концентрация
чужой пыльцы меньше в сравнении с ее концентрацией над посевами. Так, у
проса на процесс избирательности оплодотворения может оказывать влияние
морфология соцветия [Колягин, 2002].
16
Низкий уровень перекрестного опыления у риса является препятствием в
получении форм восстановителей фертильности среди сортов подвида japonica
при производстве гибридного риса [Гончарова, 1996].
Слабая реакция избирательности оплодотворения к партнерам скрещивания
успешно
используется
в
селекции
люцерны
на
повышение
семенной
продуктивности. Поэтому в перечень методов по работе с данной культурой
входят:
создание
популяций
из
биотипов,
обладающих
склонностью
к
самоопылению и автотриппингу; отбор форм, образующих большое количество
пыльцы, и имеющих легко вскрываемый замковый аппарат цветка [Onokpise et al,
1987].
Явление избирательности оплодотворения у подсолнечника было выявлено
как на сортах Пустовойтом В.С., так и на линиях Воскобойник Л.К.
[Воскобойник, 1983; Бочкова и др., 2012], Shanker и др.[Shannker et. al. 1999].
Работы Бочковой А.Д. и др. показали, что генетическое засорение стерильных
аналогов линий за счет чужеродного переопыления превышало в 2 раза
аналогичные показатели линий с цитоплазматической мужской стерильностью
[Бочкова и др., 2012].
Селективность
оплодотворения
была
выявлена
у
хлопчатника.
У
хлопчатника растения часто переопыляются. В природе это переопыление
происходит, главным образом, благодаря насекомым [Harbans et al., 1984]. По
мнению Kearhey и Harrison, селективность оплодотворения у хлопчатника
проявляется вследствие антагонизма пыльцы, а не из-за различий в росте
пыльцевых трубок, которых у него не наблюдалось. Объясняется это тем, что
наличие собственной пыльцы на рыльце неблагоприятно воздействует на
прорастание и развитие чужеродной пыльцы. Kearhey и Harrison предложили
использовать термин «антагонизм пыльцы» для того, чтобы этот феномен
отличать от термина «селективность оплодотворения», полученный на кукурузе
Jones [Gawel et al., 1986].
Зависимость
происхождения
селективности
была
выявлена
оплодотворения
Лысенко
В.Ф.
у
в
форм
кукурузы
результате
от
сравнения
17
селективности оплодотворения у форм кукурузы апомиктического и обычного
происхождения. Эксперимент показал, что у теосинте на 94-97% прорастала своя
собственная пыльца, тогда как у линии ВИР 44 – только на 3-6 % [Лысенко, 1983].
Серый А.П. и Головин В.П., изучая характер цветения и селективность
оплодотворения у диплоидных линий кукурузы, обнаружили, что с углублением
степени гомозиготизации растет избирательность неродственной пыльцы.
Инбредные линии по конкурентоспособности не значительно превосходили свой
аналог гаплоидного происхождения, в то время как у линий гаплоидного
происхождения пыльца инбредных линий прорастала лучше, по сравнению с
пыльцой инбредной линии. Поэтому, благодаря гаплоидному методу, из
коммерческой линии кукурузы удалось выделить гомозиготную подлинию,
обладающую
большей
избирательностью
чужой
пыльцы.
Такие
линии
представляют значительный интерес для практической селекции, поскольку они
способны давать гибриды даже без использования ЦМС. Их используют при
создании гетерозисных в ряде поколений гибридных синтетических популяций
кукурузы [Серый и др., 1985; Головин, 1994].
Изучение переноса пыльцы и перекрестного опыления между генотипами
кукурузы представляет собой важное значение на сегодняшний момент времени с
точки зрения безопасности использования трансгенных гибридов кукурузы [Odd
et
al.,
2000].
Результаты
исследования
Ma
B.L.,
Subedi
K.D
и
др.
продемонстрировали, что уровень перекрестного опыления между белозерной
кукурузой, и генетически модифицированной кукурузой с желтым зерном
варьирует в зависимости от года, места, направления ветра, синхронизации
цветения, и в большинстве случаев зависит от расстояния до источника пыльцы.
Для кукурузы рекомендуемая изоляция составляет как минимум 200 м между
двумя генотипами (самопыленными линиями, популяциями, гибридами). Поэтому
для предотвращения переноса пыльцы тринсгенных растений кукурузы можно
применять изоляцию во времени, использование трансгенных растений только в
качестве женских растений, которые не имеют собственной пыльцы [Ma et al.,
2004].
18
Достаточно большой ряд работ по избирательности оплодотворения
проведен на пшенице. Согласно ранним работам по изучению избирательности
оплодотворения пшеницы [Бабаджанян, 1955; Саркисян, 1953; Оганесян, 1953; и
др.], чаще избирается пыльца собственного сорта. Но в дальнейшем изучение
этого вопроса показало, что возможной причиной проявления избирательности
оплодотворения чужой пыльцы связано с местом происхождения сорта, а также с
физиолого-биохимической
разнокачественностью
пыльцы,
которые
могут
значимо повлиять на избирательность оплодотворения. Так, по результатам
многочисленных исследований В.М. Пыльнева, Лю-Да-Цзюнь, Р. Войня,
выполненные под руководством Горина А.П., на основании опытов по
естественной гибридизации, у сортов пшеницы, созданных в условиях, отличных
от условий Московской области, чужая пыльца может иметь преимущество на
рыльцах пестиков [Лю-Да-Цзюнь, 1959; Войня Раду 1956; Пыльнев, 1963;
Пухальский и др. 1966, 1970,1973, 1978; Ронис, 1971].
Наличие избирательности
оплодотворения
изучалось и
на ячмене.
Оплодотворение преимущественно осуществлялось собственной пыльцой. Сорта
ячменя, принадлежащие к разновидности medicum, в большей степени склонны к
самоопылению, чем сорта разновидности рallidum [Лю-Да-Цзюнь, 1959].
Яркое проявление избирательности оплодотворения характерно
для
большинства сортов ржи. Существование этого явления было доказано
многочисленными опытами А. А. Авакяна, С. П. Хачатуровым, Н. В. Рудницким ,
И. М. Суриковым, G. Wricke и другими. Избирательность, главным образом,
объясняется подавленным ростом собственных пыльцевых трубок и, как
следствием
из
этого,
низкой
завязываемостью
при
принудительном
самоопылении сортов ржи [Авакяна, 1938; Хачатуров, 1940; Рудницкий, 1941;
Суриковым, 1991; Wricke, 1988].
Подкуйченко Г.В. показал, что у образцов клещевины карликового типа
подвида communis с частичной женской однополостью в поликроссе имеет
преимущество пыльца другого подвида. Причем уровень избирательности
оплодотворения чужой пыльцы различается у сортов и зависит от участвующих в
19
эксперименте компонентов. Также отмечается, что продуктивность поликроссных
гибридов подвержена влиянию уровня гибридности растений и специфическому
сочетанию линий с сортами-опылителями [Подкуйченко, 1987].
Явление избирательности оплодотворения было отмечено и на многих
плодово-ягодных культурах: яблоне, винограде, черной смородине, черешне.
Наличие избирательности опыления и оплодотворения было выявлено у
различных видов Cerasus. Установлено, что черешня является лучшим
опылителем для вишни, чем вишня [Дутова, и др., 1998]. Несовместимость у
черешни проявляется в ингибировании роста пыльцевой трубки на рыльце или в
столбике [Кухарчик, 1999; Lech W. et. al., 2008]. Большинство авторов считают,
что ингибирование роста пыльцевой трубки наблюдается под рыльцем [Kroh
et.al., 1974].
О биологической ценности пыльцы черной смородины можно судить по
степени ее прорастания на рыльцах пестиков. Если собственная пыльца обладает
способностью
образовывать
пыльцевые
трубки
с
большей
конкурентоспобностью, то такая пыльца имеет более высокий потенциал по
сравнению с чужеродной [Bozena, 2006].
Среди злаковых трав значительной склонностью к самоопылению обладают
ежа сборная и овсяница луговая, в то время как к перекрестному опылению и
проявлению самостерильности – тимофеевка луговая и кострец безостый [Сулига,
2006; Mourrison, 2002].
1.3. Способы обеспечения перекрестного опыления у растений
К изучению вопроса избирательности оплодотворения можно подойти с
нескольких сторон, рассматривая косвенные доказательства избирательности
оплодотворения. Вначале хотелось бы обсудить приспособления у растений, и
причины, почему для определенных растений избирательность оплодотворения
имеет важное практическое значение. Согласно исследованиям Ч. Дарвина,
перекрестное опыление представляет собой значительную выгоду для растений,
20
так как при таком способе опыления возникает большая вероятность получения
форм, устойчивых к неблагоприятным факторам среды. В связи с чем у растений
в
борьбе
за
перекрестному
существование
опылению
и
выработались
механизмы,
препятствующие
или
содействующие
даже
исключающие
самоопыление. В перечень этих механизмов входят: разделение полов,
разновременное созревание тычинок и пестиков, характерное устройство цветка и
отдельных его частей, суточная периодичность цветения, самонесовместимость
(гаметофитная и спорофитная) [Lewis, 1954; Поддубная-Арнольди, 1964; Dumas et
al., 1985; Skorupska, 1985; Cуриков, 1989; Togum et al., 1990; Hyojo, 1991;
Elenfeldt, 2001; Mijus-Dukic et al., 2003; Hazra et al., 2003; Seiji et al., 2005; HongYun Wang et al., 2005; Сулига, 2006; Shuichrou et al., 2007; Bombilies, 2010;
Шпилев и др., 2012]
Совместимость
партнеров
занимает
одно
из
главных
мест
в
избирательности оплодотворении. Данный факт подтверждается тем, что среди
мира цветковых растений встречаются формы, как перекрестнонесовместимые,
так и самостерильные формы. Разделение полов считают самым главным
приспособлением к перекрестному опылению, причем двудомность является
наиболее эффективной [Виллемсе, 1990; Guo-Hua et. al, 2006]. Перекрестно
опыляемые растения при самоопылении завязывают очень мало семян или не
завязывают
их
вовсе,
это
говорит
о
наличии
у
них
механизма
самонесовместимости. Классические исследования генетики установили, что
восприятие своей / не своей пыльцы у большинства видов растений
контролируется единственным мультиаллельным локусом S (Nettancourt) [Seiji et.
al, 2005]. В большинстве случаев S локус содержит как минимум два
полиморфных гена. Один из них экспрессируется в пыльце, другой в пестике.
Реакция самонесовместимости включает в себе процессы отторжения и узнавания
между пыльцой и пестиком, которые проявляются в селективном ингибировании
развития пыльцевых трубок. Ингибирование прорастания пыльцы и роста
пыльцевой трубки наблюдается, когда те же самые S-аллели специфично
экспрессируются как в пестике, так и в пыльце [Вишнякова, 1994; Seiji et. al, 2005;
21
Satomi et al, 2009]. Распознавание своей, либо чужой пыльцы происходит в
результате
взаимодействия
между
S-детерминантами
пыльцы
и
пестика
[McCubbin et. al, 2000]. Поэтому к основной функции рыльца принадлежит отбор
пыльцевых зерен, попавших на рыльце пестика [Knox et al., 1986; Hong-Yun Wang
et al. 2005]. Рыльце также представляет собой систему, проявляющую
избирательность для совместимой пыльцы: это усиление конкуренции среди
пыльцевых трубок, выбор только тех, которые энергичнее и быстрее всех растут,
тех которые будут способствовать оплодотворению. Пыльцевые трубки,
обладающие меньшим потенциалом, будут элиминированы в дальнейшем
[Ottaviano et al., 1989].
Самонесовместимость, главным образом, определяется реакцией между
гаплоидным пыльцевым зерном или пыльцевой трубкой и диплоидным рыльцем
или столбиком. Самонесовместимость бывает двух типов: гомоморфной и
гетероморфной. При этом реакция самонесовместимости гетероморфного типа
связана с морфологией цветка (длина столбика, высота и различное положение
пыльников,
размеры
пыльцевых
зерен).
У
растений
с
гомоморфной
самонесовместимостью эта связь отсутствует, так как все цветки обладают
примерно одинаковым строением [Lewis et. al., 1988; Spoor et. al., 1988; MartinezReyna et. al., 2002; Miljus-Dukic et. al., 2003; Katsuhiro et. al., 2007; Hui-Juan et. al.,
2008; Satomi et. al., 2009; Ngo et. al. 2010].
Гомоморфная самонесовместимость, в свою очередь, делится на два
подтипа: гаметофитный и спорофитный контроль реакции самонесовместимости.
Они различаются по времени действия гена / генов самонесовместимости и месту
накопления продуктов их деятельности. При гаметофитном контроле вещества
самонесовместимости производятся протопластом микроспоры и находятся в
интине, и далее в межклеточном матриксе пыльцевой трубки. В то время как при
спорофитной системе самонесовместимости они поступают из спорофита и
локализуются
в
трифине
(липидная
оболочка
пыльцевого
зерна,
откладывающаяся на поверхности экзины) и экзине, т.е. на поверхности
пыльцевого зерна. В гаметофитной системе самонесовместимости фенотип
22
самонесовместимой пыльцы определяется ее собственным генотипом [Hwa-Yong
et. al., 2000; Wodzimierz et. al., 2008]. Raff J. W. и др. показали наличие прямой
связи S-белка с местом ингибирования роста несовместимой пыльцевой трубки
[Nasrallah et. al., 1970; Raff et. al., 1981; Bredemeijer et. al., 1981; Shin et. al., 1986].
Для яблони (Mаlus), абрикоса (Armeniaca), вишни (Cerasus), клевера (Trifolium),
люцерны (Medicago), жимолости (Lonicera), бузины (Sambucus), калины
(Vuburnum) и других характерно ингибирование их пыльцевых трубок в столбике.
Но, в исключительных случаях, может быть и в завязи [Hwa-Yong, et. al. 2000].
Lundguist A. показал, что у ржи самооплодотворение предотвращается
механизмом самонесовместимости [Lundguist, 1956]. Тепловая обработка во
время
цветения
индуцирует
псевдо-самосовместимость
у
большинства
самонесовместимых генотипов, при этом в среднем завязываемость может быть
повышена до 25 % [Wricke, 1984, 1988].
В спорофитной системе самонесовместимость определяется генотипом его
диплоидного родителя [Вишнякова, 1994; Kaufmane et. al, 2002; Wojcciech et. al,
2006; Katsuhiro et. al., 2007; Ngo et. al., 2010]. У представителей родов Helianthus и
Brassica Вишняковой М.А. было показано, что наиболее распространенными
проявлениями спорофитной самонесовместимости являются следующие явления:
отсутствие прилипания пыльцы к рыльцу вследствие местонахождения реагентов
реакции самонесовместимости в трифине и отсутствия гидратации, если они
локализуются в экзине. По этой причине ферменты пыльцевого зерна не будут
активированы, и, следовательно, не произойдет формирования пыльцевой трубки.
Также достаточно часто при спорофитной самонесовместимости ингибирование
наблюдается у пыльцевых трубок после того как они проникли через пелликулу
(тонкая гидратированная белковая оболочка сухих рылец) и кутикулу. Согласно
Тахтаджян, изменения в эволюции гинецея выражались в срастании плодолистика
(полый столбик→ сплошной столбик), и, в итоге, выносом рыльца в
терминальную позицию. Значительное преимущество в этом процессе состоит в
том, что сосредоточение реагентов самонесовместимости произошло в пелликуле
рыльца.
Совершенствование
реакции
самонесовместимости
у
видов
со
23
спорофитной системой считается перенесение ее в концевую часть пестика.
Вероятно, поэтому у этих видов (Heliantus и Brassica) может происходить раннее
ингибирование пыльцевых трубок, но, как правило, она проявляется в разных
частях столбика [Вишнякова, 1994].
Гаметофитный тип самонесовместимости характеризуется примитивным
статусом по сравнению со спорофитной системой, по типу рыльца, столбика,
месту ингибирования и взаимодействия мужского гаметофита и пестика.
Спорофитный контроль самонесовместимости является наиболее экономичным,
так как при нем происходит более раннее прерывание взаимодействия мужского
гаметофита с пестиком [Вишнякова, 1994]
Гетероморфная
самонесовместимость
самонесовместимости
[Вишнякова,
происходит
1994].
от
В
спорофитной
гетероморфной
самонесовместимости различают два типа: двустолбчатость и тристолбчатость.
Большинство
видов
самонесовместимость.
дистолбчатым
с
гетеромофными
Обычно
гречиха
самонесовместимым
цветками
(Fagopyrum
видом
с
двумя
имеют
дистолбчатую
esculentum)
типами
является
флоральной
архитектуры: первая имеет короткие стилодии и длинные тычинки, вторая –
длинные стилодии и короткие тычинки. Легитимное (разрешенное) опыление
представляет собой перенос пыльцы на рыльца пестиков растений с различной
морфологией цветков. Иллегитимное (неразрешенное) опыление наблюдается в
случае переноса пыльцы между растениями с одинаковой морфологией цветков.
Нормальное завязывание и формирование плодов и семян происходит только при
легитимном опылении. У этой системы самонесовместимости место торможения
пыльцевой трубки при иллегитимном опылении может быть как на поверхности
рыльца, так и внутри рыльца или столбика [Фесенко, 1985; Молчан, 1985; Hyoji,
1991; Miljus-Dukic et. al, 2003; Katsuhiro et. al, 2007].
Pandey K.K., Lewis D. и другими было показано, что некоторые виды
растений
обладают
смешанной
гаметофитно-спорофитной
самонесовместимости [Lewis, 1954; Pandey, 1970].
системой
24
У злаков отмечен смешанный тип самонесовместимости. У них наряду со
структурными механизмами спорофитной самонесовместимости, такими как
трехклеточное пыльцевое зерно, сухое рыльце, сплошной столбик, имеется
гаметофитный
механизм.
Реакция
несовместимости
наблюдается
после
формирования пыльцевой трубки и контактирования ее с рыльцем. При этом
происходит экспонирование веществ, содержащихся в интине пыльцевой трубки
гаплоидного происхождения, а также ее взаимодействие с пелликулой, которой
покрыты рыльца злаков в отличие от других представителей с гаметофитной
самонесовместимостью [Lewies et.al, 1954; Heslop-Harrison, 1982; Вишнякова,
1994; Hwa- Young et.al, 2000].
В широком смысле несовместимость у растений может определяться как
неспособность функциональных женских и мужских гамет давать нормальные
семена [Allard, 1988]. Сюда входят неспособность давать зародыш, а также
неспособность развивать нормальный эндосперм, особенно при отдаленной
гибридизации [Hiratsuka et.al., 1985; Spoor et.al., 1988; Martinez-Reyna et.al., 2002].
Norrmann,
изучая
перекрестную
совместимость
между
диплодными
и
тетраплоидными растениями видов Paspalum, нашел, что межвидовые гибриды
образовывались с очень низкой частой (0,05%). Из анализа скрещивания он
нашел, что большинство семян было сморщенными с жидким эндоспермом и
отсутствием крахмала. Norrmann сделал вывод о том, что низкая скрещиваемость
диплоидных
и
тетраплоидных
комбинаций
была
из-за
существования
постзиготической системы самонесовместимости (или постгамной), а не барьера
перед оплодотворением [Martinez-Reyna et.al., 2002]. Подобные результаты были
получены Griffith у многолетнего райграса (Lolium parenne L.), когда он брал для
скрещивания диплоидные и тетраплоидные растения. Выход триплодных
проростоков был очень низким, тем самым подтверждается несовместимость
между n и 2n гаметами для получения жизнеспособной зиготы [Martinez-Reyna
et.al., 2002]. Boys J. W. и Thompson W.P. изучали развитие семян в межвидовых и
межплоидных скрещиваниях у Triticum. Они показали, что, когда виды с большим
числом хромосом использовались в качестве женских родителей, эндосперм
25
развивался. И, несмотря на то, что семена были меньше в размере, они были
способны к прорастанию. Когда виды с большим числом хромосом были
мужскими родителями, образование клеток эндосперма, их дифференциация была
не нормальной. В результате происходило сморщивание семян, которым не
удавалось
различиями
прорастать.
в
Подобное
развитии
явление
семян,
определяется
реципрокными
обусловленными
хромосомной
несбалансированностью эндосперма [Boys et.al., 1937; Bombilies, 2010]. Brink и
Cooper развивали концепцию, согласно которой разрушение эндосперма было
главной причиной неудач при внутри- и межвидовых скрещиваниях у растений.
Концепция числового баланса эндосперма была предложена Johnston, чтобы
объяснить развитие эндосперма в межплоидных, межвидовых и внутривидовых
скрещиваниях. Как предложил Johnston, успешное развитие эндосперма зависит
от материнской / отцовской дозы в числовом балансе эндосперма. Ehlenfeldt и
Hanneman получил, что у видов Solanum материнская доза числового баланса
эндосперма дает жизнеспособные семена уменьшенного размера, тогда как
отцовская доза приводит к остановке развития семени [Ehlenfeldt et.al., 1988].
Ortiz и Ehlenfeldt показал, что числовой баланс эндосперма можно использовать
чтобы объяснить результаты межвидовых – межплоидных скрещиваний Datura
stramonium L., Cucumis ssp., Dactylis ssp., Glycine ssp., Impatiens ssp., Lotus ssp.,
Licopersicon ssp., Medicago ssp., Oryza ssp., Phaseolus ssp., Trifolium ssp., Triticum
ssp., Vaccinium ssp. [Ehlenfeldt et.al., 1988; Ortiz et.al., 1994].
1.4. Молекулярные механизмы реакции узнавания рыльцами совместимой
пыльцы
Чтобы
окончательно
понять,
как
происходит
реакция
узнавания
поверхностью рыльца совместимой с ним пыльцы, нужно обобщить последние
открытия по механизмам самонесовместимости [Wheeler et. al; 2001; Nasrallah,
2002; Hiscock et. al, 2003].
26
Согласно молекулярным исследованиям, S-локус содержит как минимум
два гена. Один из них кодирует мужскую детерминанту, которая определяется
пыльцевым
зерном,
а
другая
кодирует
женскую
детерминанту,
экспрессирующуюся в пестике. Обе – женская и мужская детерминанты
полиморфны и наследуются как одна сегрегационная единица. Варианты этого
комплекса гена называются «S-гаплотипом». Узнавание «свой /не свой»
происходит на уровне взаимодействия белок-белок между двумя детерминантами.
И реакция самонесовместимости происходит тогда, когда обе детерминанты
выходят
из
тех
же
самых
«S-гаплотипов».
Обе
детерминанты
были
идентифицированы у растений семейств Brassicaceae, Solanaceae, Rosaceae и
Scrophulariaceae. Только женская детерминанта была индентифицирована у
Papaveraceae.
Впервые реакция самонесовместимости на молекулярном уровне была
описана у Brassicaceae. Согласно этой модели, S-локус состоит из трех генов:
SRK, SP11 и SLG. Ген SRK является рецептором киназы, он экспрессируется
женской детерминантой и входит в плазмалитическую мембрану клеток папилл
рыльца. Ген SP11 определяется мужской детерминантой, и преимущественно
экспрессируется в тапетуме пыльника. Соответствующий белок аккумулируется в
оболочке пыльцы во время ее созревания. Он богат цистеином. SLG-локус
гликопротеида локализован на рыльце. Он является необязательным для
осуществления
спорофитной
самонесовместимости,
однако
усиливает
ее
реакцию. При опылении белок SP11 охватывает клеточные стенки папилл и
связывается с SRK-рецептором киназы. Эта связь приводит к фосфорилированию
SRK-рецептора киназы, инициируя поток сигналов, в результате действия
которого происходит отторжение своей пыльцы вследствие снижения гидратации
пыльцы, ослабления прорастания пыльцевой трубки. В конечном счете, это
приводит к отторжению собственной пыльцы [Seiji et. al., 2005;].
Белки фосфорилирования являются частью преобразования сигналов в
системах растений. В растительных клетках найдены фосфатазные белки,
27
ингибирующиеся вместе с окадаевой кислотой, которая отменяет спорофитную
реакцию самонесовместимости у растений семейства Капустные [Sеiji, 2005].
В молекулярной модели реакции самонесовместимости у Solanaceae,
Rosaceae, Scrophulariaceae S-локус представлен двумя генами S-R-Nase и
SLF/SFB. Ген S-R-Nase экспрессируется в женской детерминанте, его продукты
секретируются в большом количестве внутри межклеточного матрикса столбика.
При опылении своей пыльцой, белок S-R-Nase проникает в пыльцевые трубки и
функционирует как цитотоксин, который разрушает РНК собственной пыльцы.
Несмотря на то, что S-R-Nase входит в пыльцевые трубки своего «S гаплотипа»,
разрушение РНК происходит только в своих пыльцевых трубках. Ген SLF/SFB
экспрессируется в мужской детерминанте и является членом F-box семейства
белков. В случае, где присутствуют S-R-Nase и F-box белки S-аллелей пыльцевая
трубка тормозится столбиком. Подобное явление называется программируемой
клеточной смертью (апоптоз). Таким образом, S-R-Nase может обеспечить
распознавание и отторжение. Белок SLF/SFB вовлекается в убиквитинопосредованную гидратацию пыльцы, имеющей не свой S-R-Nase белок [Kaufman
et. al., 2002; Hong-Yun Wang et. al., 2002; Sijacic et. al., 2004; Thomas et. al., 2004;
Seiji et. al., 2005; Wojcсinch et. al., 2006].
В молекулярной модели реакции самонесовместимости у Papaveraceae
была найдена только женская детерминанта, которая кодирует секретируемый
рыльцем
белок,
названный
S-протеином.
S-протеин
взаимодействует
со
специфичным рецептором пыльцы «S-гаплотипом» (предполагаемой мужской
детерминантой) и вызывает приток Са2+ в пыльцевой трубке. Белок SBP является
интегральным протеогликаном мембраны цитоплазмы пыльцы и выполняет
функцию компонента рецептора. Приток ионов [Са2+] стимулирует поток
сигналов, которые проявляются в результате быстрого ингибирования роста. Он,
в конце концов, приводит к гибели несовместимых трубок. Специфичное
взаимодействие между S-протеинами рыльца и их предполагаемыми рецепторами
каким-то образом побуждает быстрое увеличение количества ионов [Са2+] в
пыльцевом зерне или пыльцевых трубках. Повышение содержание ионов [Са2+]
28
происходит в апикальной части пыльцевой трубки в течение нескольких секунд
после проявления S-протеина несовместимости и продолжается в течение
нескольких минут [Franklin-Tong et. al. 2002]. Повышение содержания ионов
кальция [Са2+] в субапикальном регионе сопровождается быстрым его
снижением
в
апикальном
регионе
пыльцевой
трубки.
Большинство
биохимических и физиологических исследований показывает, что ионы [Са2+]
действуют
как
второй
посредник,
который
запускает
разнообразные
внутриклеточные потоки сигналов, в результате действия которых происходит
быстрое ингибирование роста пыльцевой трубки. И, в конечном счете,
происходит гибель несовместимой пыльцы [Seiji et. al., 2005].
1.5. Особенности мужской и женской генеративных сфер, способствующие
избирательности оплодотворения у растений
Выбор той или иной пыльцы, которая осуществит оплодотворение,
происходит в зависимости от генетических, физиологических и биохимических
особенностей мужской и женской генеративных сфер, а также и всего процесса
оплодотворения в целом.
1.5.1.Генетические факторы избирательности
Согласно исследованиям многих авторов, избирательность оплодотворения
у растений носит общебиологический характер. Как считают Ю.Г. Мирюта и
другие,
она
контролируется
полигенной
системой
с
множественным
аллеломорфизмом [Бережко и др., 1988]. Селективность оплодотворения была
показана у многих видов растений. Обычно реакция происходит в результате
взаимодействия между диплоидным столбиком и гаплоидной пыльцевой трубкой.
Emerson и Mangelsdorf и Jons продемонстрировали на примере селективности
оплодотворения у лимской фасоли и кукурузы, что она зависит от доминантного
гаметофитного фактора Ga. Он проявляется только тогда, когда пыльца несет
29
аллели gа и Ga, которые конкурируют в тканях столбика, имеющего генотип Ga/
Ga или Ga/ gа. При этих условиях у пыльцы с рецессивным аллелем gа есть
небольшие шансы принять участие в оплодотворении. Emerson оценил, что
только четвертая часть всей пыльцы с алллелем gа при конкуренции пыльцы с
аллелем Ga была задействована в оплодотворении у кукурузы в тканях столбика,
несущего аллель Ga [Bemis, 1958; Rodriguez et.al 2006 ].
1.5.2. Биохимический состав пыльцы
Потенциальные возможности пыльцы к оплодотворению определяются
различным ее биохимическим составом. Это связано, прежде всего, с тем, что
разнокачественность пыльцы наблюдается не только на уровне вида, сорта,
растения, цветка, но и даже в пыльнике [Бритиков, 1954].
Так как перед тем, как попасть на рыльце пестика, пыльца растений
подвергается
различным
биохимический
состав
воздействиям
имеет
окружающей
большое
значение
среды,
в
поэтому
избирательности
оплодотворения [Fritz, 1989]. В зрелой пыльце наблюдается сравнительно низкая
активность ферментов пероксидазы и цитохромоксидазы и высокая активность
дегидрогеназ [Пыльнев, 1963]. В значительном количестве в цитоплазме
вегетативной
клетки
пыльцевого
зерна
аккумулируются
физиологически-
активные вещества (аскорбиновая кислота, SH-группы), питательные вещества
(сахариды,
декстрины,
17
свободных
аминокислот),
запасные
вещества
(растворимые кислые и щелочные белки, крахмал, жиры). В зрелой пыльце
преобладают восстановительные процессы, в то время как в момент опыления –
окислительные за счет возрастания величины окислительно-востановительных
потенциалов, находящихся в прямой зависимости от активности ферментов и
интенсивности дыхания, зрелости генеративных органов. На сортах яровой
пшеницы Пыльневым В.М., Лю-Да-Цзюнь и другими была показана связь
физиолого-биохимического состава пыльцы и избирательности оплодотворения.
У яровой пшеницы сорта с высокой избирательностью оплодотворения
30
содержали в своей пыльце больше гетероуксина и имели высоко активные
пероксидазу и амилазу. Для сортов со слабой избирательностью оплодотворения
были характерны повышенная активность каталазы и дегидрогеназ, высокое
содержание пролина. В ходе работы также было выяснено, что физиологобиохимический состав пыльцы предопределяет изменение обмена веществ в
пестике после оплодотворения. Углеводно-белковый обмен веществ в нем
проходил интенсивнее при выборе пыльцы сильно избирающегося сорта из смеси
пыльцы, чем пыльцы слабоизбирающегося [Лю-Да-Цзюнь, 1959; Пыльнев, 1963;
Ширяева, 1988].
Связь избирательности оплодотворения и биохимического состава была
показана и у гречихи Tatebe по содержанию крахмала в пыльцевых зернах
короткостолбчатых
растений,
у
которых
оно
было
выше,
чем
у
длинностолбчатых. Кроме того, столбики короткостолбчатых растений содержали
меньше амилолитических энзимов [Hyoji, 1991].
Специфика
избирательности
оплодотворения
у
свеклы
разных
разновидностей определяется различным биохимическим составом зрелой
пыльцы. Считается, что у тетраплоидов меньше каротиноидов, некоторых
аминокислот и больше других кислот [Бережко, 1988]. Поддубная-Арнольди,
Цингер и другие полагают, что каротиноиды являются стимуляторами полового
процесса у растений [Поддубная-Арнольди и др., 1961].
В репродуктивных структурах группа фенольных соединений играет
значительную роль, поскольку она входит в состав рыльца и пыльцевых зерен и
является самой богатой по содержанию флавоноидов [Ковалева и др., 2009;
Палфитов, 2010]. Флавоноиды – соединения, входящие в состав водорастворимых
веществ пыльцы. Они включают такие флавоны, как камферол, кварцетин и его
метиловый эфир изорамнетин [Кондрашова, 1985]. К флавонам относят наиболее
окисленные соединения среди ряда флавоноидов. Эти вещества выступают в
качестве активатора окисления флоризина пестиков. По мнению Палфитова В.Ф.
и др., у яблони флоризин идет на строительство стенок растущих пыльцевых
трубок. Успешный рост пыльцевой трубки зависит не только от содержания
31
флоризина в пестиках, но и от количества флавонов, поступающих от пыльцевых
зерен с водорастворимыми веществами, необходимых для окисления флоризина.
Недостаточный уровень поступления флавонов приводит к остановке роста
пыльцевой трубки вследствие изобилия флоризина, а его избыток способствует
разбуханию кончиков пыльцевых трубок, и далее ведет к их лизису и
разрушению.
Таким
образом,
В.Ф.
Палфитов
связывает
причину
самобесплодности сортов яблони с содержанием водорастворимых веществ в
пыльце и флоризина в пестиках самобесплодных и склонных к самоплодности
яблонь [Палфитов, 2003 а, б; 2005; 2010; Козлов, 2011].
По уровню гормонов пыльца содержит относительно высокое количество
ауксина и гиббереллинов по сравнению со столбиком или завязью. Уровень
гиббереллинов в пыльце Lilium henryi резко понижается в течение первых часов
прорастания. Laibach Maschmann продемонстрировали на Орхидных, что ауксин
поступает в пыльцевые трубки из рыльца, в котором он содержится в
значительном количестве, хотя ауксин также синтезируется в пыльцевых трубках
[Barendse et al, 1970]. Применение ауксина оказало ингибирующее воздействие на
прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок у Petunia hybrida. Сhardler, Kato,
Barendese, Manden, Захарова Е.В., Ковалева А.В., Тимофеева Г.В. и другие
исследователи наблюдали стимулирующий эффект от применения гибберелловой
кислоты на прорастание и рост пыльцевой трубки в in vivo и in vitro на многих
видах растений [Larter et al., 1965; Barendse et al., 1970; Pickering, 1980; Halward et
al. 1987, Forino, 1987; Захарова, 2002; Okamoto еt. al., 2002, 2005; Miura et al., 2004;
Тимофеева, 2005; Ковалева и др., 2007, 2002; Захарова и др. 2010;].
Недавние исследования Sanderes показали, что жасмоновая килота играет
существенную роль в созревании пыльцы. Для этого исследования был
использован арабидопсиса с замедленной растрескиваемостью пыльников.
Мужски-стерильный мутант арабидопсиса может стать фертильным после
применения экзогенной жасмоновой кислоты [Matsubayash et. al. 2006].
Обработка метелок у риса метил-жасмонатом косвенно влияла на стерильность
пыльцы. Метил-жасмонат имеет много функций, таких как индукция разбухания
32
и растрескиваемость пыльника (Zhu et al), открытие цветка вследствие разбухания
лодикул (Zeng) [Kazuhiro, 2010].
Среди всех пыльцевых зерен, попавших на рыльце пестика, перспективу для
оплодотворения составляют только фертильные пыльцевые зерна. К мужской
стерильности из-за нарушений передачи сигнала гормона жасмоната во время
репродуктивного развития может привести несоответствие комплекса белков
убиквитина. К этим белкам относят F-box белки и Е3-убиквитин-лигазный
комплекс, они участвуют в нормальном развитии пыльцы [Long et. al, 2008;
Bomblies, 2010]. F-box белки являются компонентом Е3-убиквитин-лигазного
комплекса и вовлекаются в убиквитин-опосредованный протеолиз [Entani et. al,
2003]. У растений это направление протеолиза контролирует большое число
процессов, таких как последовательность клеточных циклов, реакцию на стрессы,
передачу сигналов гормонов, флоральную дифференциацию [Hong –Yun Wang,
2005].
1.5.3. Возрастные факторы
Нормальный ход процесса оплодотворения будет соблюдаться только тогда,
когда женские и мужские генеративные сферы жизнеспособны и находятся на
соответствующем уровне зрелости.
Начало избирательности оплодотворения берет еще при формировании и
развитии половых элементов. С возрастными изменениями в пестиках изменяется
направление
избирательности
оплодотворения.
Особенно
это
касается
самонесовместимых видов. У них в незрелом состоянии рыльца могут
способствовать избирательности чужеродной пыльцы другого растения, сорта или
даже вида. Подобные результаты были продемонстрированы на ряде культур:
табаке [Kuboyama et. al., 1994], кукурузе [Егикян, 1953], хлопчатнике
[Симонгулян, 1956]. Аналогичные наблюдения были проведены на молодых
рыльцах ржи, которые подвергались опылению пыльцой пшеницы за несколько
дней до цветения. При этом происходило оплодотворение. При зрелом же
33
состоянии рылец ржи пыльца пшеницы таких характерных особенностей не
проявляла [Долгушин, 1946]. Наибольшую активность к избирательности пыльцы
рыльца проявляют в зрелом состоянии. В остальных случаях эта активность так
явно
не
выражена.
Перезрелое
состояние
рыльца
может
создавать
неблагоприятные условия для прорастания не только своей, но и чужой пыльцы
[Долгушин, 1946].
Возрастные изменения в пыльце крайне неблагоприятно сказываются на ее
жизнеспособности (прорастании пыльцевого зерна). Следовательно, из смеси
пыльцы наиболее конкурентоспособной будет та пыльца, которая окажется более
жизнеспособной. Эти факты были подтверждены в работах И.М. Полякова, Н.Г.
Симонгуляна, П.М. Михайлова, C.J.Bond [Лю Да – Цзюнь, 1959].
1.5.4. Климатические факторы
В естественных условиях зрелая пыльца злаков может жить недолго. У
пыльцы кукурузы жизнеспособность составляет приблизительно около суток, а
пыльца пшеницы, ячменя, ржи способна жить всего лишь только около получаса.
По D ꞌ Souza, при температуре 20 °С и 60% влажности воздуха пыльца пшеницы
живет 30 мин [Hegde et. al., 2004]. Такую картину можно объяснить наличием
достаточно высокого содержания воды в зрелых пыльцевых зернах злаковых (до
60%
процентов
веса),
которая
быстро
теряется
под
воздействием
неблагоприятных факторов окружающей среды, поэтому их гибель наступает
столь быстро [Филиппова, 1985].
Жизнеспособность пыльцы пшеницы подвержена изменениям длины дня
(Welsh и Klatt). Процент семян, полученных от самоопыления у пшеницы,
снижался при условиях низкой интенсивности света в течение 10 дней после
цветения (Wardlaw). Хорошо известно, что низкий уровень света может быть
причиной стерильности пыльцы у ячменя [Pickering et al, 1980; Padey et. al., 2002].
Группa под руководством Dumas показала, что пыльца рапса может также
оставаться жизнеспособной при температуре 20 °С в течение 1 недели. Быстрая
34
потеря жизнеспособности у пыльцевых зерен злаковых трав может быть усилена
недостаточным покровом пыльцы [Dumas et. al., 1985].
1.5.5. Морфологические особенности пыльцы
Поверхностный слой пыльцы обеспечивает защиту от многих форм
физического воздействия (засушливые условия, ультрафиолетовую радиацию). В
этом состоит достоинство пыльцевых зерен рапса, которые способны оставаться
жизнеспособными в течение длительного периода, благодаря наличию толстой
поверхностной оболочки пыльцы [Dumas et. al., 1985]. Химическую устойчивость
придает спорополленин, входящий в состав оболочки экзины. Спорополленин
является гидрофобным компонентом экзины [Swanson et. al. 2004]. Он состоит из
длинных
алифатических
цепочек
с
различным
уровнем
соединений
ароматического ряда. Однако, несмотря на интенсивные исследования, его точная
химическая структура пока все еще остается неясной [Aarts et. al., 1993; Piffanelli
et. al., 1998; Ariizumi et. al., 2003].
1.5.6. Дальность переноса пыльцы
На величину жизнеспособности пыльцы может косвенно влиять дальность
перелета пыльцы от цветущего массива какой-либо культуры. Поскольку время, в
течение которого пыльца может находиться в воздухе и при этом оставаться
жизнеспособной,
достаточно
ограничено,
то
пыльца
пшеницы
может
перемещаться на относительно короткие расстояния по сравнению с пыльцой
других зерновых культур [Hucl et. al. 2001]. Однако длина дистанции варьирует:
пыльцевые зерна наблюдались на расстоянии от источника как 20-24 м по
(Suneson и Cox и др.), 50-60 м (D ꞌ Souza), и даже 1000 м (Edwards). Наибольшее
количество пыльцевых зерен зарегистрировано на расстоянии 60 м от источника
(Khan и др.). Рекомендуемая изоляция для воспроизводства семян яровой
35
пшеницы по данным Hucl P. Matus-Cadiz M. составляет 3-10 м у сортов, склонных
к перекрестному опылению [Hucl et. al. 2001].
1.5.7. Человеческий фактор
В последние годы в связи с интенсификацией с/х производства широкое
применение пестицидов и повышенных доз удобрений благоприятствует
ухудшению качества пыльцы. Это в особенности отражается на снижении
жизнеспособности, фертильности, величине и выравненности пыльцевых зерен
сахарной свеклы [Ширяева и др, 1988]. Влияние гербицидов проявляется на
пыльцевой продуктивности у кукурузы, причем реакция сортов, гибридов и линий
имеет различную степень. Установлено, что наиболее более устойчивыми
стрессовым условиям являются двойные межлинейные гибриды, а менее
устойчивыми – самоопыленные линии [Кукоба и др., 2008].
Таким образом, все перечисленные особенности могут быть вескими
причинами наличия избирательности оплодотворения у растений.
1.6. Фазы оплодотворения у растений
Половое размножение у растений рассматривается как процесс реализации
генетической информации в поколениях. Этот процесс управляется определенной
филогенетической
программой,
которая
отвечает
за
протекание
эмбриологических процессов [Челак, 1987; Зыкин и др., 2001]. Они косвенным
образом могут повлиять на селективность оплодотворения, способствуя выбору
своей, либо чужой пыльцы. Весь процесс оплодотворения представлен
последовательным рядом биохимических превращений, происходящих на
соответствующих физиологических стадиях оплодотворения. Таким образом, у
растений, выражается многоступенчатость процесса оплодотворения [Поляков,
1955]
36
Поляковым И.М. было предложено различать три фазы оплодотворения:
прогамную, двойное оплодотворение и постгамную [Поляков и др., 1955].
Прогамная фаза оплодотворения – все процессы, протекающие от
попадания пыльцы на рыльце пестика до вхождения пыльцевой трубки в
микропиле.
Двойное
оплодотворение
–
процессы
слияния
одного
спермия
с
яйцеклеткой с образованием зиготы (сингамия) и другого спермия – с
центральной клеткой с образованием первичной клетки эндосперма (тройное
слияние).
Постгамная
фаза
оплодотворения
–
процессы,
происходящие
при
формировании зародыша и эндосперма, а в итоге – семени.
По
мнению
Я.С.
Модилевского
избирательность
оплодотворения
наблюдается на различных этапах оплодотворения [Модилевский, 1953]. Поэтому
важно иметь представление об этом явлении для понимания четкой картины
особенностей избирательности у какой-либо культуры.
Для конкретных фаз оплодотворения могут быть определенные признаки
селективности. Так, в прогамную фазу оплодотворения у самонесовместимых
видов отмечено частичное или полное отсутствие прорастания пыльцы на рыльце,
а также ограниченное излияние содержимого пыльцевой трубки в зародышевый
мешок в то время как у самосовместимых видов пыльца интенсивно прорастает и
большинство пыльцевых трубок не прекращают свой рост, и только часть из них
способна достичь микропиле [Абрамова и др., 1986; Бекузарова и др., 1987;
Ширяева, 1988].
1.6.1. Прогамная фаза оплодотворения
В более полной мере генетическая детерминация процесса оплодотворения
реализуется в прогамную фазу.
Она начинается с момента попадания пыльцы на рыльце, и включает в себя
следующие процессы: адгезия (прилипание пыльцы к рыльцу пестика);
37
прикрепление пыльцы к рыльцу; прорастание пыльцевого зерна (гидратация и
реактивация пыльцы, формирование пыльцевой трубки, внедрение ее в ткани
рыльца, проникновение в ткани проводникового тракта пестика); рост пыльцевой
трубки внутри тканей проводникового тракта пестика; вхождение пыльцевой
трубки в семязачаток и зародышевый мешок [Поляков и др., 1950; Абрамова и
др., 1986; Willemse, 2002].
Задержание пыльцы на рыльце. Когда пыльца попадает на рыльце, она
улавливается его поверхностью при помощи исключительно физических сил
(поверхностного натяжения, силы тяжести, статического электричества) или через
воздействие с адгезивными белками, такими как арабидиногалактановые белки
[Dumas, 1985; Cheung, 1995].
Прикрепление пыльцы к рыльцу. Оплодотворение начинается с адгезии
пыльцевого зерна клетками рыльца. Растения с влажной поверхностью рыльца,
такой, как у семейства Пасленовые, Лилейные, Розоцветные, имеют адгезию,
которая зависит от поверхностного натяжения жидкости. У таких растений, как
Капустные, с сухой поверхностью рыльца, не всякая пыльца подвергается
адгезии. Таким образом, уже на этом этапе у растений с сухим рыльцем
проявляется селективность [Lord, 2002]. Для того, чтобы пыльцевое зерно
закрепилось на рыльце, происходят следующие стадии адгезии пыльцы:
«улавливание пыльцы» – самая ранняя стадия, которая является экзинзависимой,
в то время как вторая стадия адгезии включает образование следа (отпечатка)
покрова пыльцы в точке контакта с рыльцем, и называется «перекрестным
сшиванием». В точке контакта пыльцы с рыльцем на этой стадии происходит
обмен углеводами, белками, липидами. Это взаимодействие обеспечивает
энергией процесс прилипания на стадии «перекрестного сшивания» [Stead et. al.,
1980; Luu et. al., 1997].
Заключительная стадия адгезии происходит, когда пыльцевая трубка
проникает сквозь кутикулу рыльца, «привязывающую» попавшее зерно к клеткам
папилл (микроскопические выросты на поверхности рылец) [Swanson et. al., 2004].
38
Место «перекрестного сшивания» зависит от оболочки пыльцы. Как
считают большинство исследователей, прилипание «перекрестного сшивания»
основано на изучении самонесовместимости у цветков с сухим рыльцем Brassica
oleraceae [Swanson et. al., 2004].
При анализе рылец у Brassica и белков оболочки пыльцы, было
установлено, что прилипание «перекрестного сшивания» основано на SLR1-, PCPA2-, SLG- связанных белках, являющихся частью многогенного семейства S–
локуса. Это показало сходство компонентов рыльца и оболочки пыльцы системы
самонесовместимости у Brassica oleraceae [Lalonde et. al., 1989; Trick et. al., 1989;
Isogai et. al., 1991]. SLR1-белок гомологичен в пределах таксона и локализован в
клеточных стенках рыльца у Brassica oleraceae и B. napus. Кроме того, он играет
ключевую роль во взаимодействии пыльца – рыльце [Umbach et. al., 1990; Lalonde
et. al., 1989; Luu et. al., 1997]. SLR1-белок влияет на прилипание пыльцы при
внутривидовых, межвидовых и межгеномных опылениях [Luu et. al., 1999].
Доказательством того, что белок SLR1, локализованный в рыльце. служит
посредником во взаимодействии с оболочкой пыльцы при адгезии пыльцы
является то, что SLR1 относится к классу А белков оболочки пыльцы (PCR-A),
особенно S-локуса [Luu et. al., 1999].
Аналогично SLR, S-локус гликопротеина (SLG) является участником
многогенного семейства, связанного с S-локусом. SLG- является полиморфным
белком. Он был изучен для выяснения его роли в самонесовместимости. Также
как и SLR1, ген SLG экспрессируется в клетках папилл рыльца, где его белок
аккумулируется в клеточных стенках [Kandasamy et. al., 1989; Umbach et. al. 1990;
Matsubayash et. al. 2006]. Роль белка SLG в адгезии пыльцы впервые была
экспериментально продемонстрирована на Brassiсa oleraceaе, когда обработка
моноклональными антителами SLG существенно ослабляла адгезию при
«перекрестном сшивании» [Luu et. al., 1999].
Прорастание пыльцевого зерна. При оптимальных условиях пыльца
многих покрытосеменных растений способна прорастать с момента попадания на
рыльце пестика. Этот процесс начинается с набухания пыльцевого зерна. Ему
39
предшествует гидратация, заключающаяся в активизировании метаболизма
пыльцевого зерна [Hulskamp et. al., 1995]. В результате выпячивания интины
мужского гаметофита через пору в экзине появляется пыльцевая трубка [Ширяева
и др., 1988; Taylor, 1997; Gary et. al., 2002; Swanson et. al., 2004].
Рост пыльцевой трубки является важным процессом в половой репродукции
растений [Chaofeng et. al., 2013]. В литературе представлены данные о том, что
интенсивность прорастания пыльцевых зерен и энергичный рост пыльцевых
трубок, а также пропорция прорастающих пыльцевых трубок зависят от генотипа
мужского гаметофита [Heslop-Harrison, 1983]. Поэтому, когда на рыльце попадает
избыточное количество пыльцевых зерен, в оплодотворении принимают участие
только быстро растущие пыльцевые трубки [Davis et. al., 1987].
Пыльцевое зерно иногда может прорастать сразу несколькими пыльцевыми
трубками у таких семейств, как Мальвовые и Тыквенные, но продолжает свой
дальнейший рост только одна пыльцевая трубка, остальные быстро отмирают
[Gawel et.al, 1986; Den Nijs, 1980].
Благодаря выделению секретов клетками рыльца, пыльца способна
достаточно быстро прорастать. Состав секрета рыльца включает вещества,
жизненно важные для роста пыльцевой трубки, такие как свободные сахара,
липиды, фенольные соединения, белки [Herrero et. al., 1989; Gronzalez et. al, 1996].
Они выполняют функцию удерживания пыльцы на рыльце и влияют на нее
физиологически. На первых этапах роста пыльцевые трубки используют
вещества, содержащиеся в пыльце, а дальше, по мере своего роста, переходят на
потребление веществ, имеющихся в наличии в клетках рыльца, столбика, завязи,
семяпочки [Herrero et. al., 1989; Heslop-Harrison et. al., 1985; Atkinson, 1994].
Разнообразие веществ, секретируемых рыльцем, имеет большое значение, так как
за счет одних обеспечивается быстрый рост пыльцевой трубки, а за счет других
(гликопротеины) происходит «узнавание» несовместимой пыльцы, например, как
у сахарной свеклы, секрет нектарников, поступающий по проводящим пучкам к
рыльцу, является одним из регулирующих факторов самосовместимости и
самонесовместимости [Ширяева, 1988]. Okamoto и др. было установлено, что
40
пестик пиона содержит высокий уровень ингибиторов роста пыльцевой трубки,
таких как кверцитин-глюкозидаза, которые могут быть локализованы в
сосудистой системе [Murakami et.al., 1995; Okamoto et.al., 1995].
Биохимический состав, строение и рост пыльцевой трубки. Для того,
чтобы процесс оплодотворения проходил в норме, необходим интенсивный обмен
между пестиком и пыльцой или пыльцевой трубками, а это, в свою очередь,
обеспечивается их различиями по физико-химическим и биохимическим
показателям [Linskens, 1970; Кnox, 1986; Lord et. al, 2002].
Пыльцевая трубка – хорошо организованная полярная система, в которой
физиологически-активные
вещества
распределены
таким
образом,
что
максимальная их концентрация сосредоточена в кончике пыльцевой трубки, а
минимальная у ее основания. Интенсивность обмена веществ в зоне кончика
пыльцевой трубки обеспечивается активным поступлением метаболитов из
проводящих тканей пестика. Особенность роста пыльцевой трубки состоит в том,
что она растет только своим кончиком, и ее рост принимает скачкообразную
картину [Taylor et. al., 1997; Wolters-Arts et.al., 1998; Cheung et.al., 2008].
Принцип окислительно-восстановительного обмена пыльцы и пыльцевых
трубок аналогичен у разных представителей покрытосеменных растений [Swanson
et. al., 2004]. С помощью гистохимического анализа в пыльце и пыльцевых
трубках были обнаружены амилаза, дегидрогеназа, инвертаза, карбоксилаза,
каталаза, липаза, нуклеаза, пектаза, протеаза, цитохромоксидаза. В оболочке
пыльцевой трубки сосредоточено значительное количество физиологически
активных
веществ,
таких
как
аскорбиновая
кислота,
сульфгидрильные
соединения, гетерауксин. Путем взаимодействия оболочки пыльцевой трубки с
тканями пестика происходит экстрацеллюлярная секреция ферментов, способных
лизировать
субстрат,
окружающий
пыльцевую
трубку,
и
поступление
необходимых питательных веществ [Пыльнев, 1963]. Причем в кончике
пыльцевой трубки идут более интенсивные биохимические процессы. Сахара,
специфичные для проводящих тканей, служат субстратом для синтеза новой
41
клеточной стенки в кончике пыльцевой трубки [Sommer- Knudsen et. al., 1996; Wu
et. al., 2000].
Сильное колебание содержания ионов [Са2+] является характерной
особенностью для всех клеток, растущих кончиком, таких как пыльцевая трубка
[Miljus-Dukic et. al., 2003]. Колебание содержания [Са2+] появляется в результате
активации К+-каналов и Н+-помпы, которые запускаются после поступления
воды
внутрь
пыльцевого
зерна
[Yang
et.
al.,
2003].
Поэтому
потеря
колеблющегося градиента [Са2+] способствует ингибированию роста пыльцевой
трубки на начальных этапах ее прорастания. Са2+ является важным не только для
роста пыльцевой трубки, но и для запуска реакции самонесовместимости в
гаметофитной системе [Franklin-Tong, 2003; Miljus-Dukic et. al., 2003].
Во время реакции самонесовместимости наиболее явным физиологическим
изменением
внутриклеточной
структуры
пыльцевой
трубки
является
динамическая перестановка актинового цитоскелета в ней. В течение 1-2 минут
после проявления S-протеина несовместимости многие узлы F-актина теряются, и
затем локально накапливаются в кортексе [Geitmann, 2000]. Количественный
анализ F-актина показал, что самонесовместимость индуцируется изменением
актина в результате деполимеризации F-актина. Биохимические исследования
показали, что два вида белков, связанных с актином, профилин и гелсолин
вовлекаются в деполимеризационный процесс актина, стимулируемый кальцием
[Huang et. al., 2004].
Клеточная стенка пыльцевой трубки накапливает вещество, называемое
каллозой [Dumas et. al., 1985; Taylor et. al., 1997]. Химическая структура каллозы
была описана Aspinall и Kessler в 1957 г. Она является линейным 1,3-β глюканом
(полимером глюкозы) с несколькими 1,6 разветвлениями и отличается этим от
целлюлозы, главного компонента клеточных стенок растений [Zonglie et. al.,
2001].
В кончике пыльцевой трубки расположены клетки спермиев. Они могут
различаться как по размеру, так и по содержанию органелл (размером ядра,
числом пластид, митохондрий) [Mogesen et. al. 1985; Russell, 1994; Willemse et. al.,
42
2002; Кордюм, 2008]. Явление разнокачественности спермиев в одной пыльцевой
трубке впервые была описана С.Г. Навашиным [Ширяева, 1988].
Варианты продвижения пыльцевых трубок в тканях столбика.
Маршрут движения любой пыльцевой трубки включает в себя путь между
тканями рыльца, внедрение в них и дальнейший их рост в тканях рыльца, а потом
и в столбике пестика. Пыльцевые трубки способны выделять специфические
ферменты, такие как пектиназа, цитаза, растворяющие или лизирующие
межклеточное вещество ткани рыльца, столбика [Kroh et. al, 1974; Willemse et. al.
2002].
При прорастании пыльцевых зерен и росте пыльцевых трубок значительно
повышается активность органелл цитоплазмы пыльцевой трубки, при этом
наибольшее их количество сосредоточено в ее кончике [Cheung et. al., 2008].
Траектория движения пыльцевой трубки имеет различные варианты и
определяется типом строения столбика. В соответствие с этим столбики бывают с
закрытыми, открытыми и полузакрытыми каналами [Knox, 1984]. Столбики с
закрытым каналом – сплошные и короткие, например, как у Злаковых,
Ивоцветных, Мальвовых. Движение пыльцевой трубки в таком случае
осуществляется
за
счет
растворения
межклеточного
вещества,
путем
разъединения клеток, вследствие разрушения паренхимы столбика, богатой
пектиновыми веществами [Knox et. al. 1986]. У столбиков с открытым каналом
имеется внутренний эпидермис. На поверхности стенок его клеток выделяется
секрет,
способствующий
лучшему
проникновению
питательных
веществ,
необходимых для роста пыльцевой трубки. Столбики с такими каналами
встречаются у Бобовых, Вересковых, Лилейных, Маковых [Heslop-Harrison et. al.,
1982; Вишнякова, 1986]. Столбики с полузакрытыми каналами наиболее
разнообразны по строению проводящих тканей. Среди них можно встретить как
столбики с четко выраженным узеньким каналом, так и столбики, у которых
проводниковый тракт представлен проводниковой тканью, или он даже имеет
замкнутый вид, поскольку его каналы заполнены слоями клеток с секреторным
типом, обладающих значительным количеством ферментов и гормонов. Клетки
43
этого типа характеризуются вытянутостью, локальным (рыхлым) расположением.
Также отличительной особенностью этого типа столбика является то что, в нем
пыльцевые трубки мигрируют сквозь развитую систему межклетников тканей
канала [Knox, 1984]. Подобный тип столбика описан для многих двудольных
(Пасленовые, Мальвовые) [Вишнякова, 1987].
Таким образом, пыльцевая трубка может осуществлять свое движение
двумя вариантами: либо, следуя по каналам столбика (или вдоль поверхности
проводниковой ткани), либо двигаясь внутри проводниковой ткани через
межклетники, клетки которой достаточно рыхло соединены [Knox, 1984].
Интересно отметить, как ведут себя «несовместимые» с рыльцем пыльцевые
трубки. При «несовместимом» опылении на рыльце у посевной ржи пыльцевые
зерна не прорастают или образуют очень короткие пыльцевые трубки [Heslop Harrison, 1979]. Ингибирование роста пыльцевых трубок в столбике наблюдается
у
растений
с
полной,
как
у
клевера,
и
частичной
гаметофитной
самонесовместимостью, как у люцерны и яблони [Onokpise et.al., 1987]. Также
характерной чертой «несовместимой» пыльцевой трубки является образование на
ее кончике каллозной «пробки», имеющей форму булавовидного вздутия
[Суриков, 1991]. Такие нарушения могут встречаться как у гаметофитных, так и у
спорофитных видов [Суриков, 1991]. В пределах пестика каллоза может
аккумулироваться в клеточных стенках рыльца в месте контакта с пыльцевой
трубкой. Присутствие каллозы в них подтверждает реакцию отторжения, которая
может быть установлена при окрашивании флуоресцентными красителями
[Dumas, 1983, 1985; Taylor et.al., 1997].
У
пшеницы
морфологическим
проявлением
генов
межвидовой
и
межродовой скрещиваемости являются гены Кr. Доминантные гены препятствуют
отдаленным скрещиваниям, а рецессивные – в гораздо меньшей степени.
Характер экспрессии этих генов определяется поведением роста пыльцевых
трубок в пестике соответственно у хорошо и плохо скрещивающихся пшениц.
Морфологическое проявление генов Кr заключается в резком ингибировании
роста чужеродных пыльцевых трубок в основании столбика. У пшеницы
44
основание столбика считается зоной, где трубки покидают специализированную
проводниковую ткань и входят в полость завязи. У плохо скрещивающихся
сортов в этом месте происходит остановка роста пыльцевых трубок. Степень
проявления различных аномалий у разных сортов обуславливается генетически и
является отражением несоответствия партнеров скрещивания [Singh et.al., 1988;
Вишнякова и др. 1994; Hegde et.al, 2004; Шпилев и др., 2012]
Физиологическая роль пестика в осуществлении реакции узнавания
пыльцевой
трубки
(совместимой/несовместимой).
В
несовместимых
скрещиваниях воздействие пестика на рост пыльцевой трубки главным образом
ограничивается
реакцией
несовместимости
[Heslop-Harrison,
1979].
При
совместимых скрещиваниях пестик выполняет трофичекую роль для роста
пыльцевой трубки [Herreo et. al, 1989].
На всем протяжении длины столбика пестика распределение количества
запасных и
физиологически активных
веществ неравномерно. Наиболее
интенсивный обмен веществ происходит в том месте, где наблюдается активный
рост пыльцевой трубки [Пыльнев, 1963]. Рост пыльцевых трубок идет в
соответствии с правилом физиологической полярности, заключающемся в
изменении концентрации водородных показателей (рН и ИЭТ) и физиологически
активных веществ в клетках столбика на всем пути пыльцевой трубки. В
апикальной части пестика (рыльце) значение водородного показателя ниже, чем в
основании столбика [Brarendse, 1970; Cheung, 2008]. Последняя часть столбика
значительнее, богаче по содержанию ферментов и физиологически активных
веществ. В эту группу веществ входят гетероуксин, пероксидаза, аскорбиновая
кислота, цитохромоксидаза, полифенолоксидаза, и др. [Пыльнев, 1963].
Для того, чтобы процесс роста пыльцевой трубки в тканях пестика
происходил в норме, в нем должны быть созданы условия физиологической
полярности [Elleman et. al., 1986; Wolters-Arts et. al., 1998; Lush et. al., 2000;
Chaofeng et. al., 2013]. Только при их наличии пыльцевая трубка с цитоплазмой,
имеющей слабощелочную реакцию, будет продолжать свой путь в направлении
уменьшения кислотности, т.е. от рыльца и до завязи. Пыльцевые трубки имеют
45
более высокое значение рН по сравнению с рыльцем [Cheung et. al., 2008].
Направленный
рост
пыльцевых
трубок
находится
в
зависимости
от
физиологического состояния проводникового тракта пестика. Именно его
нормальное состояние характеризуется изменениями в направлении от рыльца к
зародышевому мешку [Пыльнев, 1963; Kroh, 1974].
Ответной реакцией пестика на попадание совместимой пыльцы на его
поверхность
являются
изменения
обмена
веществ
в
нем
в
сторону,
благоприятную для прорастания пыльцевых зерен и развития пыльцевых трубок.
По многим наблюдениям, на пестике первые попавшие пыльцевые зерна
прорастают медленно (Л.Г. Арутюнова, Н.Н. Голубинский, О.А. Васильева)
[Войня Раду, 1956; Russell, 1994]. Считается, что при прорастании первых
единичных пыльцевых зерен идет подготовка тканей к восприятию последующих
пыльцевых зерен, которые окажутся на рыльце, и будут прорастать быстрее
[Бритиков, 1954].
Влияние количества пыльцевых зерен в опылении сказывается на
прорастании
пыльцевых
зерен
и
скорости
роста
пыльцевых
трубок.
Предполагается, чем больше пыльцевых зерен задействовано при опылении, тем
интенсивнее идет обменный процесс между пестиком и прорастающей пыльцой,
и тем быстрее сможет какая-либо пыльцевая трубка достичь зародышевого мешка
[Бритиков, 1952; Davis et. al, 1987; Scott et. al, 2001].
На начальных этапах прорастания пыльцы ситуация может кардинально
измениться, так как на рыльце могут присутствовать чужие пыльцевые зерна. В
таком случае оплодотворение происходит либо своей, либо чужой пыльцой.
Чужие пыльцевые зерна, не принимавшие участия в оплодотворении, могут
повлиять на исход процесса оплодотворения. Это влияние может выражаться в
стимуляции прорастания других пыльцевых зерен. Подобное явление называется
менторным влиянием. Для различных пыльцевых зерен характерна различная
реакция в тканях пестика растений [Поляков, 1950]. При этом соотношение
компонентов, составляющих смесь пыльцы, предопределяет различную реакцию
пестика [Войня Раду, 1956].
46
Проникновение пыльцевых трубок в завязь и врастание их в
зародышевый мешок. Поскольку у злаков семяпочка анакампилотропная
(перевернутая), то путь пыльцевых трубок, который они совершают от рыльца до
микропиле, достаточно длинный. Пыльцевые трубки после завершения своего
роста в тканях столбика проникают в завязь, проходя пространство между ее
стенкой и наружным интегументом. Дальше они входят в зародышевый мешок
через внутренний интегумент, который образует микропиле – место входа в
зародышевый мешок. В зародышевый мешок имеют возможность входить сразу
несколько
пыльцевых
трубок
[Поддубная-Арнольди,
1964].
Вследствие
медленного передвижения некоторые пыльцевые трубки не способны проникнуть
внутрь микропиле [Вишнякова, 1989]. Явление торможения роста пыльцевых
трубок в завязи отмечено в комбинациях отдаленных скрещиваний: Triticum
aestivum × Hordeum bulbosum, Secale cerealе × H. vulgare, Lycopersicon esculentum
× Solanum microdentum, S. chacoense, S. bertoldii, S. poliadenium) [ПоддубнаяАрнольди, 1964].
1.6.2. Двойное оплодотворение (сингамия и тройное слияние)
Отличительными
чертами
фазы
двойного
оплодотворения
у
самонесовместимых видов являются замедленный и нарушенный темпы сингамии
и тройного слияния [Челак, 1983; Willemse et. al., 2002; Gross-Hardt et. al., 2007].
В момент вхождения в зародышевый мешок пыльцевая трубка передает
свое содержимое в синергиду. Клетки синергид играют важную роль для
восприятия пыльцевой трубки [Sandaklie- Nikolova et. al., 2007]. Они имеют
существенное значение в привлечении и отторжении пыльцевой трубки, реализуя
и транспортируя спермии [Wei-Cai Yang et. al., 2010]. Поэтому гены, которые
вовлекаются в эти процессы, могут экспрессироваться в синергидах [HeslopHarrison et. al., 1985]. Хемотрофным сигналом, привлекающим пыльцевую трубку,
могут быть ионы Са2+, высокая концентрация которых наблюдалась в синергидах
многих видов покрытосеменных. Слияние изолированных спермиев и яйцеклетки
47
in vitro сопровождалось значительным повышением концентрацией ионов Са2+.
Также предполагается, что кроме ионов кальция, являющихся главным
аттрактантом пыльцевых трубок, существуют видоспецифичные молекулы,
выделяемые синергидами, причем химическая природа их пока еще не известна
[Кордюм, 2008].
После того, как пыльцевая трубка достигла синергид, она прекращает свой
рост, и ее кончик разрывается из-за разницы в осмотическом давлении,
высвобождая клетки спермиев для слияния с яйцеклеткой и центральной клеткой
[Willemse et. al., 2002]. Синергиды имеют нитчатый аппарат, состоящий из
выростов полисахаридной оболочки, принимавшей участие в процессе вхождения
пыльцевой трубки в синергиду. Часто одна из двух синергид подвергается
клеточной смерти при вхождении в нее пыльцевой трубки [Willemse et. al., 2002].
У некоторых видов дегенерация синергиды происходит прямо пред вхождением
пыльцевой трубки [Russell, 1992]. Перед входом пыльцевых трубок образуются
«венчики» актинового происхождения, которые будут вовлекаться в миграцию
клеток спермиев [Russell, 1992; Huang et. al., 1994]. Они существуют в течение
короткого промежутка времени в хазальной части синергиды [Willemse et. al.,
2002].
Первая
пыльцевая
трубка
практически
мгновенно
изливает
свое
содержимое в пространство между яйцевым аппаратом и центральной клеткой
зародышевого мешка. Именно из этого пункта спермии «отправляются» в
противоположных направлениях. Процесс слияния спермиев с яйцеклеткой и
центральной клеткой начинается с контакта плазматических мембран [Ширяева,
1988].
Для
злаков
характерен
премитотический
тип
всего
процесса
оплодотворения, т.е. еще до митоза происходит объединение половых ядер
[Поддубная-Арнольди, 1964; Челак, 1987]. Как быстро протечет процесс двойного
оплодотворения, зависит от сложившихся внешних условий. Если сопряженность
протекания процессов сингамиии и тройного слияния нарушена, то это может
привести к общему аномальному развитию зародыша и эндосперма [Ширяева,
1988; Gary et. al., 2002, Swanson et.al., 2004].
48
1.6.3. Постгамная фаза оплодотворения
С
этого
момента
начинается
постгамная
фаза
оплодотворения,
проявляющаяся через несколько дней после оплодотворения [Суриков, 1994].
Нарушения в эту фазу являются также причиной неудач в получении первичных
тритикале, а также при скрещивании ди- и тетраплоидных пшениц [Шевченко,
1988; Bombilies, 2010].
Патологические изменения в эту фазу заключаются в нарушении хода
процессов образования и развития зародыша и эндосперма. Заключительный этап
реализации эмбриологической селективности происходит при формировании
семени [Челак, 1983; Gross-Hardt et. al. 2007].
Различные виды нарушений чаще всего происходят в случае развития
гибридного зародыша при отдаленных скрещиваниях. При этом нарушения
бывают двух видов: обратимые и необратимые. Обратимые (саморегулируемые)
встречаются очень редко, когда процессы развития эндосперма и зародыша, в
общем, замедлены, либо ускорены. Необратимость нарушений связана с
асинхронностью процессов развития эндосперма и зародыша. Подобные
аномальные нарушения наиболее характерны для отдаленных скрещиваний. В
реципрокных скрещиваниях при такой гибридизации чаще всего наблюдается
наилучший эффект только в одном направлении. Отклонения от нормального
хода развития зародыша и эндосперма зависит от уровня плоидности и
филогенетической отдаленности видов [Суриков, 1989].
1.7. Избирательность оплодотворения и его практическое значение при
межсортовом и внутрисортовом переопылении
В природных условиях на рыльце пестиков растений попадает пыльца,
различная не только по качественному составу, но по количественному.
Количество пыльцы, которое попадает на рыльце, имеет существенное значение в
49
процессе оплодотворения. Поскольку, если на рыльце успело попасть небольшое
количество пыльцы, то тогда избирательность оплодотворения проявляется слабо
[Войня Раду 1956].
Неравное соотношение пыльцы в смеси было показано на культурах разных
семейств, таких как пшеница, кукуруза, хлопчатник, линиях сахарной свеклы,
кабачка обыкновенного [Пыльнев, 1963; Skorlipska, 1985; Lynette et. al. 1987;
Корнеева и др. 1988; Scott et. al. 2001; Boneza, 2006].
Во время опыления смесью пыльцы происходит одновременно два процесса
взаимодействия: первый идет на уровне взаимодействия между пыльцевыми
зернами, второй между пестиком и пыльцой [Лю Да Дзюнь, 1959]. Возможны два
случая взаимовлияния пыльцы в смеси. В первом компоненты смеси пыльцы
могут не оказывать какого-либо действия друг на друга. Во втором
прорастаемость пыльцы в смеси может расти или, наоборот, снижаться по
сравнению с каждым компонентом смеси в отдельности. К такому выводу
пришли [Войня Раду 1956; Лю Да Дзюнь, 1959] и другие.
Взаимовлияние количественного соотношения пыльцы изучалось как на
искусственных средах, так при опылениях смесями пыльцы кастрированных
цветков. Неоднородность состава смеси пыльцы в опылении проявляет себя в том,
что пыльца, содержащаяся в избытке, посредством физиологических воздействий
на пестик создает в нем благоприятные условия для более активного прорастания
той пыльцы, которая находится на рыльце в меньшем количестве [Пыльнев, 1963;
Marcucci et. al., 1987, Halward et. al., 1987].
Стимулирующий эффект по прорастанию пыльцевых зерен и росту
пыльцевых трубок одной пыльцы по отношению к другой называется
менторальным
влиянием.
Это
явление
успешно
началось
применяться
Мичуриным И. В. для преодоления нескрещиваемости у отдаленных видов.
Воздействие менторального эффекта наблюдалось у сортов яровой пшеницы [ЛюДа-Дзюнь, 1959; Пыльнев, 1963], у яблони и груши [Visser et.al. 1984], у вишни
[Wlodzimirr et.al., 2008], у видов огурца [Den Nijs et.al., 1980].
50
Компонентам смеси пыльцы разных сортов свойственен определенный темп
роста пыльцевых трубок. В зависимости от него оплодотворение происходит либо
собственной, либо чужеродной пыльцой. Различный темп (скорость) роста
пыльцевых трубок считается для многих культур причиной избирательности
оплодотворения (Избирательность оплодотворения предопределяется различной
скоростью роста). Это объясняется тем, что различные пыльцевые трубки поразному взаимодействуют с окружающими тканями пестика. Рост наиболее
быстрорастущих пыльцевых трубок стимулируется более интенсивным обменом с
тканями пестика, нежели медленно растущих. Для последних может быть
характерно достаточно сильное отставание в росте, а также на концах своих
кончиков они могут иметь вздутия [Модилевский, 1953; Пыльнев, 1963; Поляков
и др., 1950].
Темп роста пыльцевой трубки диагностируется двумя способами: первый
при помощи прямого микроскопического исследования прорастания пыльцевых
зерен и роста пыльцевых трубок в тканях пестика [Поддубная-Арнольди, 1964];
второй включает в себя подрезание столбика через определенный интервал
времени после опыления [Пыльнев, 1963].
Одновременное нанесение смеси пыльцы на рыльце позволяет выявить
наличие
избирательности
получившихся
гибридов
оплодотворения
по
на
основании
количества
морфологическим
маркерным
признакам,
проявляющимся в первом поколении. Этот способ оценки был применен на
многих культурах. В особенности избирательность оплодотворения по анализу
поколения полученного от опыления смесью пыльцы была активно изучена на
сортах яровой пшеницы [Пыльнев, 1963; Лю-Да Цзюнь,1959]. Данный метод
отличается легкостью в исполнении, однако подобных исследований на тритикале
еще не проводилось.
Метод опыления смесью пыльцы обладает некоторыми преимуществами и
недостатками. Полезность переопыления состоит в создании уникальной
возможности получения новых перспективных форм растений. С участием метода
свободного переопыления были созданы сорта диплоидной ржи Бирюза
51
[Бирюкович и др., 2006], Румынский тетраплоидный сорт клевера лугового
Напока-тетра [Panfil et.al., 1985], сорт люцерны Хорезмская 2 [Ковалев, 1988],
сорт редьки летней Сударушка [Дьяченко, 1990]. Отрицательным моментом
межсортового переопыления является то, что оно может являться одной из
причин снижения сортовой чистоты посева, которая может быть вызвана
вследствие наличия у размножаемого сорта предпочтительного оплодотворения
чужеродной пыльцой.
Любое перекрестное опыление у ржи, как на внутрисортовом уровне, так и
между сортами благоприятно сказывается на продуктивности культуры. При
межсортовом опылении отмечается наибольший выбор пыльцы. В таком случае
оплодотворение происходит биологически более ценной пыльцой [Райки Шандер,
1955; Perkz, 1984; Wricke, 1988; Суриков, 1991].
Достоинством внутрисортового переопыления у самоопыляющихся культур
является
то,
что
жизнеспособность
этот
метод
потомков,
позволяет
полученных
повысить
от
продуктивность
свободного
и
переопыления
различных генотипов внутри селекционной линии. Положительный эффект
внутрисортового переопыления был экспериментально продемонстрирован на
многих самоопыляющихся культурах (пшенице, томатах, горохе, хлопчатнике).
Как правило, его используют в процессе производства элитных семян озимой и
яровой пшеницы [Райки Шандер, 1955].
В отличие от внутрисортового переопыления, межсортовое обеспечивает
возможность получения гибридов с повышенными жизнеспособностью и
продуктивнсотью. Успех межсортовой гибридизации положительно сказывается
на продуктивности таких перекрестно опыляющихся культур, как рожь [Wricke,
1984; Плотникова, 1985; Мухин и др., 1986; Wolski, 1988; Богомолов и др., 1989;
Гончаров, 1994; Karpensten –Machan, 1996; Пономонарев и др., 2012], гречиха
[Коблев, 1986; Анохина и др. 1987; Дыбо, 1995], люцерна [Лапина, 1984;
Васильева, 1985; Smith et. al. 2000; Найденович и др., 2004], кукуруза [Jandurura
et.al. 1985; Асыка, 2007]. По самоопыляющимся культурам аналогичные
наблюдения отмечались у пшеницы [Бобрышев и др. 1990; Грабовец и др., 2009].
52
Подводя итог сказанному, можно отметить следующее. У родительских
видов тритикале: пшеницы и ржи разные направления избирательности
оплодотворения.
У
самонесовместимости.
ржи
В
оно
то
заключается
время
как
у
в
генетической
пшеницы
она
системе
обусловлена
неравноценным потенциалом пыльцы и тканей пестика, от которого зависят
стартовые возможности и темп роста пыльцевой трубки [Лю-Да Цзюнь, 1959].
Поэтому, если у тритикале и наблюдается избирательность оплодотворения, то
это может быть связано, прежде всего, со скоростью роста пыльцевых трубок.
Вопрос о необходимости соблюдения пространственной изоляции и ее
величина между сортами тритикале в семеноводстве остается до конца
невыясненным. Видимо, это связано с тем, что работы по изучению
избирательности оплодотворения по данной культуре не многочисленны. Может
быть, пространственная изоляция между сортами для воспроизводства семян
тритикале будет не так велика, как у ржи, но примерно такая же, как у сортов
пшеницы, склонных к перекрестному опылению (3-10м), как предложено в статье
Mutus-Cadiz M.Mutus-Cadiz [Hucl et. al., 2001].
53
ГЛАВА 2 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
Цель данной работы состоит в том, чтобы выяснить, имеет ли место
избирательность оплодотворения у сортов вторичной гексаплоидной тритикале,
различающихся по реакции на принудительное самоопыление, происхождению и
морфологическим признакам.
Для достижения данной цели нами были поставлены следующие задачи:
1. Провести оценку прогамной фазы оплодотворения у ржи и пшеницы для
последующего сравнения с тритикале.
2. Провести сравнительное изучение сортов тритикале по степени развития
репродуктивной сферы (размер колоса, число цветков в колосе), реакции на
самоопыление по завязываемости зерен, величине хазмогамного цветения.
3. Провести сравнительную характеристику пыльцевых зерен у материнских
сортов тритикале и их опылителей:
 определить форму и размеры пыльцевых зерен;
 определить фертильность пыльцы;
 определить содержание водорастворимых веществ в пыльце.
Провести
4.
оценку
избирательности
оплодотворения
озимой
гексаплоидной тритикале в прогамную и постгамную фазы:
4.1. Оценить избирательность оплодотворения тритикале в прогамную
фазу:
 по проценту прорастания собственных и чужих пыльцевых зерен на
рыльцах;
 по средневзвешенной длине пыльцевых трубок, полученных при
прорастании собственной и чужой пыльцы;
 по соотношению длинных, коротких и средних пыльцевых трубок при
опылении пыльцой собственного сорта и при опылении чужой
пыльцой;
54
 по количеству пыльцевых трубок с аномальным ростом при опылении
пыльцой собственного сорта и при опылении чужой пыльцой.
4.2. Провести полевую оценку избирательности оплодотворения
тритикале в постгамную фазу.
55
ГЛАВА 3 МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Растительный материал
В качестве объектов для изучения способности рылец предпочитать пыльцу
своего или другого сорта использовали сортообразцы озимой гексаплоидной
тритикале с рецессивными признаками (белый колос, неопушенные колосковые
чешуи):
 Валентин (РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева),
 линия 21759/97 (Донской зональный НИИСХ, Ростовская область),
 Гермес (Московский НИИСХ «Немчиновка»).
Для оценки избирательности оплодотворения у этих сортообразцов в
качестве опылителей использовали сорта с доминантными признаками (красная
окраска колоса, опушенные колосковые чешуи):
 Водолей 97 (Донской зональный НИИСХ, Ростовская область),
 Presto (Польша),
 Торнадо (Донской зональный НИИСХ, Ростовская область)
С
целью
оплодотворения
определения
у
тритикале
критериев
для
эксперимент
оценки
избирательности
дополнен
исследованиями
родительских видов – двух сортов озимой ржи Альфа (Московский НИИСХ
«Немчиновка») и Снежана (НИИСХ Северо-Востока) и двух сортов озимой
пшеницы Московская 39 (Московский НИИСХ «Немчиновка») и Гармония
(Белоруссия).
Ниже приведено краткое описание изучаемых объектов.
Валентин – получен в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева в ходе
многократного индивидуального отбора из многобиотипного сорта Гармония.
Раннеспелый. В условиях оптимальной агротехники его урожайность доходит до
10 т/га. Сорт характеризуется устойчивостью к септориозу и бурой ржавчине,
56
снежной плесенью поражается на среднем уровне. Согласно предварительным
исследованиям биологии цветения этого сортообразца сотрудниками кафедры
генетики, селекции и семеноводства РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, он
проявляет значительную склонность к перекрестному опылению [Никитина, и др.,
2011]. В нашей работе этот сорт используется в качестве материнской формы,
поскольку он является обладателем трех рецессивных маркерных признаков:
белой окраски колоса, отсутствием опушения колосковых чешуй и подколосового
междоузлия.
Линия 21759/97 – получена в Донском Зональном НИИСХ (Ростовская
область). Получена из ВНИИР им. Н.И. Вавилова в 2003 г. Раннеспелая.
Характеризуется наличием D/R-замещения, которое привело к формированию
короткого колоса, крупного стекловидного зерна с гладкой поверхностью,
высокой устойчивости к предуборочному прорастанию зерна в колосе [Баженов, и
др., 2011]. Линия характеризуется иммунитетом к основным листовым болезням
(мучнистая роса, бурая листовая ржавчина, септориоз), высокой устойчивостью к
снежной плесени. Линия имеет рецессивные морфологические признаки и в
эксперименте участвует как материнская форма.
Гермес – создан в Московском НИИСХ «Немчиновка» (ранее НИИСХ
Центральных районов Нечерноземной зоны) путем индивидуального отбора из
сорта Виктор. Среднеспелый. Сорт отличается высокой продуктивностью, массой
1000 зерен 45-50 г и потенциалом урожайности до 9 т/га, устойчивостью к
прорастанию на корню, не поражается такими заболеваниями как бурая и
стеблевая ржавчина, пыльной и твердой головней, мучнистой росой, на уровне
средней поражается снежной плесенью [Характеристики сортов, впервые
включенных в Госреестр в 2000 г.]. Этот сорт имеет рецессивные маркерные
признаки: белую окраску колоса и отсутствие опушения колосковых чешуй. По
результатам предварительных испытаний, проводимых сотрудниками кафедры
генетики, биотехнологии, селекции и семеноводства, у него не было обнаружено
присутствия инбредной депрессии при самоопылении [Никитина и др., 2011]. В
нашем эксперименте он использовался как материнская форма.
57
Presto – польский сорт, характеризующийся высоким потенциалом качества
зерна и способностью передавать этот потенциал потомству. Получен из ВНИИР
им. Н.И. Вавилова в 2005 г. Раннеспелый. Имеет доминантные морфологические
признаки колоса (красную окраску, опушение колосковых чешуй). Используется в
нашем опыте в качестве опылителя для раннеспелых сортообразцов Валентин и
линия 21759/97.
Водолей – создан в Донском Зональном НИИСХ (Ростовская область).
Среднеспелый. Урожайность в регионе в среднем составляет 4,6 т/га. Сорт
характеризуется высокой устойчивостью к полеганию, в слабой степени
поражается септориозом, бурой ржавчиной, мучнистой росой, и на среднем
уровне поражается снежной плесенью и пыльной головней [Характеристики
сортов, впервые включенных в Госреестр в 2003 г.]. Для данного сорта
свойственны сильноокрашенный, красный цвет колоса и сильное опушение
колосковых чешуй и подколоскового междоузлия. В связи с этим в нашей работе
он использовался как опылитель для среднеспелого сорта Гермес.
Торнадо – создан в Донском Зональном НИИСХ (Ростовская область).
Среднеспелый. Сорт высокорослый кормового направления использования. Сорт
характеризуется устойчивостью к полеганию ниже стандарта, в слабой степени
поражается септориозом, мучнистой росой, и на среднем уровне поражается
бурой ржавчиной. Восприимчив к снежной плесени. Колос розовый, неяркий,
опушение колосковых чешуй отсутствует [Характеристики сортов, впервые
включенных в Госреестр в 2007 г.]. В нашем опыте этот сорт использовался в
качестве второго опылителя для всех белоколосых сортов при определении
избирательности оплодотворения в прогамную фазу (лабораторным методом
измерения длины пыльцевых трубок).
Московская 39 – сорт создан методом индивидуального отбора из
гибридной популяции (Обрий × Янтарная 50) в Московском НИИСХ
«Немчиновка» (ранее НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны).
Разновидность эритроспермум. В производственных условиях урожайность
достигает 50-70 ц/га. Это уникальный сорт озимой пшеницы по сочетанию
58
высокой урожайностью с качеством зерна (сильная пшеница) в условиях
Центрального региона РФ. Сорт обладает устойчивостью к твердой головне,
снежной плесени и септориозу, и в средней степени поражается бурой ржавчиной
и мучнистой росой [Характеристики сортов, впервые включенных в Госреестр в
1999 г.]. По наблюдениям сотрудников кафедры генетики, биотехнологии,
селекции и семеноводства, имеет гены Kr1Kr1kr2kr2, которые обусловливают ее
скрещиваемость с рожью в пределах 10%. Поэтому в наших исследованиях этот
сорт использовали как образец, у которого, предположительно, не должна быть
выражена избирательность оплодотворения.
Гармония – сорт создан в БелНИИЗ (Жодино, Беларусь). Разновидность
лютесценс. Высокоурожайный сорт со средним качеством зерна. Высокорослый,
устойчивый к основным листовым болезням. По наблюдениям сотрудников
кафедры генетики, биотехнологии, селекции и семеноводства, имеет гены
Kr1Kr1Kr2Kr2, которые обусловливают ее нескрещиваемость с рожью. Поэтому в
наших исследованиях этот сорт использовали как образец, у которого,
предположительно, должна быть выражена избирательность оплодотворения.
Сорта озимой ржи Альфа и Снежана имеют различное происхождение.
Поэтому они были использованы в наших экспериментах по определению
избирательности оплодотворения в прогамную фазу.
Альфа – сорт был получен в Московском НИИСХ «Немчиновка» (ранее
НИИСХ
Центральных
районов
Нечерноземной
зоны)
методом
сложной
гибридизации сортов Харьковская 60, Гибридная 2, Восход 1, Комбайниняй,
Данас и дальнейшим многократным массовым отбором. Первый отечественный
сорт озимой ржи с высокой устойчивостью к прорастанию зерна на корню.
Характеризуется средней устойчивостью к снежной плесени [Характеристики
сортов, впервые включенных в Госреестр в 1999 г].
Снежана – был создан в ГНУ Фаленской селекционной станции НИИСХ
Северо-Востока
в
результате
семейно-группового
отбора
из
популяции,
полученной при свободном переопылении сортов Дымка, Россиянка 2, Кировская
59
89,
Россул.
Основным
преимуществом
этого
сорта
является
высокая
зимостойкость [Характеристики сортов, впервые включенных в Госреестр в 2004
г].
3.2. Методика проведения эксперимента
Основное
эксперимента
исследование
по
состоит
определению
из
двух
избирательности
частей:
в
лабораторного
прогамную
фазу
оплодотворения и полевого – в постгамную фазу.
Одновременно для характеристики изучаемых объектов была проведена
оценка степени развития их репродуктивной сферы и микрогаметофитов. Для
этого были определены число колосков и цветков в колосе, завязываемость зерен
у интактных колосьев и при изоляции для оценки склонности изучаемых сортов к
самоопылению, степень хазмогамии (как процент открыто цветущих цветков в
колосе и отдельном цветке колоска), размеры пыльцы (длина и ширина, выборка
500 пыльцевых зерен), индекс длины (отношение длины к ширине), ее
фертильность [Паушева, 1988] и содержание в ней водорастворимых веществ
[Палфитов и др., 2008].
3.2.1 Определение склонности к перекрестному опылению по реакции на
принудительное самоопыление и величине хазмогамного цветения
Принудительное самоопыление является одним из самых простых и
главных критериев, косвенно определяющих склонность сортов тритикале к
перекрестному опылению. Самоопыление может проводиться различными
способами и с использованием различных видов изоляций. В нашей работе она
проводилась с использованием индивидуальных пергаментных изоляторов на 30
колосьях, находящихся в одной фазе развития.
Другой, но более сложный в исполнении метод, использованный нами, был
показатель хазмогамного цветения колоса. Величину данной характеристики
60
оценивали, используя методику оценки величины хазмогамного цветения на
пшенице по Горину [Горин, 1950] на основании числа пыльников, оставшихся
после цветения в цветке. Хазмогамным цветком считался только тот, у которого
хотя бы один пыльник отсутствовал в цветке. Для каждого сорта по указанному
параметру было проанализировано по 15 колосьев.
3.2.2 Определение размера пыльцевых зерен, фертильности и содержания
водорастворимых веществ в пыльце
По
литературным
данным,
морфологические,
физиологические
и
биохимические особенности пыльцы, такие как крупность, фертильность и
биохимическая составляющая – содержание водорастворимых веществ – могут
оказывать
существенное
влияние
на
избирательность
оплодотворения
у
различных видов растений. Считается, чем более крупным размером обладает
пыльца, и чем большее количество водорастворимых веществ в ней содержится,
тем выше ее потенциальные возможности для осуществления оплодотворения
[Палфитов, 2008]. В наших опытах в качестве опылителей использовали разные
сорта. Их пыльца, возможно, имеет отличные характеристики, способные
повлиять на избирательность оплодотворения. Для исключения подобного
влияния мы оценили пыльцу по указанным показателям.
Размер пыльцы определяли путем измерения пыльцевого зерна в двух
экваториальных плоскостях (длина и ширина). По каждому сорту было измерено
по 500 пыльцевых зерен.
Площадь продольного среза пыльцы определяли по формуле площади
эллипса:
S= πab, где π=3,14; a – длина большой полуоси (т.е. половина длины
пыльцевого зерна); b – длина малой полуоси (т.е. половина ширины пыльцевого
зерна).
Объем пыльцевого зерна определяли по формуле объема эллипсоида:
61
V=
4abc
3
, где π=3,14; a – длина большой полуоси (т.е. половина длины
пыльцевого зерна); b – длина малой полуоси (т.е. половина ширины пыльцевого
зерна): с – половина толщины пыльцевого зерна. Здесь мы сделали некоторое
допущение, предположив, что b = с.
Фертильность пыльцы оценивали в пыльниках цветков, находящихся в
средней части колоса. Материал для оценки фертильности был заготовлен во
время цветения испытуемых сортов тритикале в результате фиксации их в
уксусном алкоголе по методике [Паушева, 1988]. Приготовление препаратов
проходило с использованием красителя ацетокармина по методике [Паушева,
1988].
Содержание водорастворимых веществ в пыльце определяли весовым
методом по Палфитову [Палфитов, 2008]. Суть этого опыта состояла в
экстрагировании водорастворимых веществ с последующим фильтрованием и
сушкой фильтра с остатками пыльцы. По разнице масс фильтра с пыльцой до и
после фильтрования мы вычислили количество водорастворимых веществ,
перешедших в раствор. Свежая пыльца была собрана в лабораторных условиях
после стимуляции колосьев к цветению. На каждое повторение опыта было взято
приблизительно
0,01
г
пыльцы.
Далее
пыльцу
замачивали
в
25
мл
дистиллированной воды на 1 ч, и после чего полученный экстракт фильтровали
при помощи специальных бумажных обеззоленных фильтров (обеззоленные для
количественных и качественных анализов, ТУ 2642-001-68085491-2011). Их
предварительно подписывали карандашом и взвешивали на аналитических весах
до четвертого знака после запятой. Фильтры высушивали до постоянной массы в
сушильном шкафу и взвешивали. Находили разницу между массой фильтра с
пыльцой и его исходной массой (получили массу пыльцы после экстракции
водорастворимых веществ). Затем определяли массу экстрагированных веществ
как разницу между массой исходной навески пыльцы и массой пыльцы после
62
экстракции. Содержание водорастворимых веществ в пыльце выражали в
процентах к исходной массе пыльцы.
В фазу колошения проводили кастрацию цветков у белоколосых образцов
тритикале, обоих сортов ржи и пшеницы. На каждом материнском сорте
прокастрировано по 180 колосьев, из них 60 колосьев пошли для выполнения
цитологического эксперимента, а оставшиеся 120 – для полевого. В сумме на все
исследование нам необходимо было прокастрировать 540 колосьев.
Проводили
изоляцию
колосьев
опылителей
для
осуществления
самоопыления (у ржи – это другой колос на том же растении, где прокастрирован
колос) и перекрестного опыления.
У ржи на каждом опытном растении оставляли под изолятором один колос
для проверки наличия самонесовместимости.
3.2.3. Лабораторная оценка избирательности оплодотворения
Она характеризует особенности прогамной фазы оплодотворения и
заключается в измерении длины пыльцевых трубок, подсчете числа проросших
пыльцевых зерен и числа пыльцевых трубок, имеющих какие либо аномалии на
фиксированных в уксусном алкоголе опыленных пестиках тритикале, пшеницы и
ржи.
За
аномальные
пыльцевые
трубки
принимали
такие,
у
которых
формировались каплевидные пыльцевые трубки, которые затем лопались;
спиралевидные пыльцевые трубки; пыльцевые трубки с булавовидными
вздутиями; пыльцевые трубки, изменяющие траекторию своего роста в сторону,
противоположную наплавлению семяпочки (рис. 3.1). Опасность искривленных
трубок, вздутий состоит в том, что спермии после достижения этих вздутий
дегенерируют. По Абрамовой З.В. в нашей работе учитывались два порога
селективного отношения пестика к прорастающей пыльце: первый – в момент
прорастания пыльцы и второй – в тканях рыльца [Абрамова, 1964; Федорова,
1964].
63
Во время цветения часть кастрированных колосьев была срезана для
проведения опыления
в лабораторных
условиях. В нашем опыте оно
осуществлялось твел-методом в 6 ч утра двумя способами: пыльцой собственного
сорта и пыльцой других сортов тритикале, подобранных по времени цветения.
вздутие на кончике
спирально закрученная
пыльцевой трубки
пыльцевая трубка
Рис. 3.1. Некоторые нарушения роста пыльцевых трубок
многопоровость
а
б
в
Рис. 3.2. Прорастание пыльцевых зерен на рыльцах пестиков зерновых
злаков: а – тритикале; б – рожь при опылении чужеродным сортом в – при
самоопылении ржи
Опыленные пестики были темпорально зафиксированы через определенный
период времени (20 мин, 45 мин, 60 мин, 90 мин, 120 мин) в уксусном алкоголе в
соотношении (3:1 96% спирт: ледяная уксусная кислота) [Паушева, 1988]. Для
проведения подобного эксперимента потребовалось для каждой экспозиции по 6
кастрированных колосьев (примерно по 40 цветков в каждом). Дальнейшие
исследования проводили следующим образом: сначала пестики извлекали из
цветков и промывали дистиллированной воде. Затем проводили их мацерацию в
64
20% растворе КОН, растворенном в 70% этиловом спирте в течение 1 ч. Затем
следовала промывка материала в дистиллированной воде и помещение его в 0,01
% раствор красителя анилинового голубого, приготовлено по методике с
использованием
калия
фосфорнокислого
двухзамещенного
(К2НРО4•3Н2О)
[Паушева, 1988]. Продолжительность окрашивания составляла 24 ч. Далее
окрашенные пестики были перенесены на предметное стекло в каплю смеси,
состоящую из глицерина и воды в соотношении 1:1. Приготовленный препарат
просматривали под флуоресцентным микроскопом «Axioscop 40». При освещении
ультрафиолетовым светом с длиной волны 365nµ каллоза, входящая в состав
оболочки пыльцевой трубки, давала зеленоватое окрашивание (рис. 3.2).
Все параметры (процент проросших пыльцевых зерен, длину пыльцевых
трубок) измеряли на 50 временных, цитологических препаратах. В общем, на
одном варианте опыления число измерений составило приблизительно 500-600
пыльцевых трубок. В нашем исследовании контролем являлся вариант опыления
пыльцой собственного сорта.
Всего по тритикале было изучено 45 вариантов (3 материнских сорта × 3
способа опыления × 5 экспозиций от опыления до фиксации).
В общем, схема опыления тритикале, пшеницы, ржи в лабораторных
условиях выглядела таким образом (табл. 3.1, 3.2, 3.3).
Таблица 3.1
Схема опыления тритикале в лабораторных условиях
Отцовская
форма
Материнская
форма
Пыльца собственного
сорта
Пыльца других сортов тритикале
♀Линия 21759/97
♀Линия 21759/97
х
♂Линия 21759/97
♀Линия 21759/97
х
♂Presto
♀Линия 21759/97
х
♂ Торнадо
♀ Валентин
♀ Валентин
х
♂ Валентин
♀ Валентин
х
♂Presto
♀ Валентин
х
♂ Торнадо
65
Продолжение таблицы 3.1
♀Гермес
х
♂Гермес
♀Гермес
♀Гермес
х
♂Водолей
♀Гермес
х
♂ Торнадо
Таблица 3.2
Схема опыления пшеницы в лабораторных условиях
Отцовская форма
Московская 39
♂ Гармония
♀Московская 39
х
♂Московская 39
♀Гармония
х
♂ Московская 39
♀ Московская 39
х
♂ Гармония
♀Гармония
х
♂ Гармония
Материнская форма
♀Московская 39
♀Гармония
Таблица 3.3
Схема опыления ржи в лабораторных условиях
Отцовская форма
Альфа
Снежана
♀ Альфа
♀ Альфа х ♂ Альфа
♀ Альфа х ♂ Снежана
♀ Снежана
♀ Снежана х ♂ Альфа
♀ Снежана х ♂ Снежана
Материнская форма
3.2.4. Полевой эксперимент
Он
заключался
в
опылении
кастрированных
сортообразцов
тритикале
смесью
красноколосого
сорта).
этом
В
пыльцы
случае
на
цветков
(собственного
каждый
белоколосых
образца
вариант
и
опыления
потребовалось по 30 кастрированных колосьев.
Этот способ дает информацию о последствиях оплодотворения. Он
включает в себя определение процента гибридов и не гибридов, получившихся в
66
потомстве от опыления кастрированных цветков белоколосых сортов тритикале
смесью пыльцы. Смесь состоит из собственной пыльцы сорта с рецессивными
признаками и другого сорта тритикале с доминатными признаками. Сбор пыльцы
производился рано утром в лабораторных условиях, а само опыление
осуществлялось непосредственно сразу же после составления однородной, равной
по объему смеси пыльцы. Пыльцу наносили на рыльца при помощи кисточки под
зонтом для предотвращения гибели пыльцы от ультрафиолетового излучения.
План по опылению тритикале смесью пыльцы в полевых условиях
представлен в таблице 3.4.
Таблица 3.4
Схема опыления кастрированных цветков белоколосых материнских
сортообразцов тритикале смесью пыльцы в полевых условиях
Смесь пыльцы сортов
Состав пыльцевой смеси
(1:1 по объему)
Материнская форма
♀Линия 21759/97
♂Линия 21759/97+♂Presto
♀ Валентин
♂ Валентин + ♂Presto
♀Гермес
♂Гермес+ ♂Водолей
Способы статистической обработки результатов. Сравнение полученных
данных проводили при помощи t-критерия Стьюдента, χ2 и с помощью
дисперсионного анализа [Доспехов, 1973]. При необходимости данные были
преобразованы
в
угол-арксинус процент .
На
графиках
приведены
средневзвешенные, средние арифметические и, либо доверительные интервалы,
либо значения НСР05 (об этом указано в подрисуночной подписи).
3.3. Условия проведения эксперимента
Исследование проводилось на кафедре генетики, биотехнологии, селекции и
семеноводства и селекционной станции имени П.И. Лисицына Российского
67
Государственного аграрного университета МСХА им. К.А. Тимирязева в 2011-14
гг.
Работы по опылению проводили в 2011 (рекогносцировочные, для
отработки методики эксперимента), 2012 и 2013 гг. (основной эксперимент). В
2014 г. проводили оценку потомств, полученных от опыления прокастрированных
цветков белоколосых сортов тритикале смесью пыльцы. На проявление
доминантных или рецессивных морфологических признаков у потомства (красная
или белая окраска колоса, наличие или отсутствие опушения на колосковых
чешуях) не оказывают влияние метеорологические факторы. Поэтому приводим
описание метеорологических условий, которые влияли на развитие растений и их
генеративной сферы во время осуществления основного эксперимента (т.е. в 2012
и 2013 гг.).
Посев опытных образцов проводили вручную 20 рядков по схеме 5 × 15 см.
Агротехника общепринятая для зоны.
Метеорологические условия, сложившиеся в конкретном вегетационном
сезоне, оказывают влияние на рост и развитие растений, на формирование
генеративной сферы, на процессы цветения, опыления и оплодотворения. У
тритикале (как у пшеницы) в прохладные влажные дни увеличивается степень
открытого
цветения,
в
жаркие
и
сухие
–
уменьшается.
Средняя
продолжительность жизни пыльцы в солнечную погоду составляет около 10
минут, а в облачную – 30-60 минут [Чеботарь и др., 1987; Симинел и др., 1984].
Поэтому при изучении биологии цветения и оплодотворения тритикале следует
более подробно рассмотреть метеорологические условия, сложившиеся в период
цветения.
Вегетационный период 2012 года (с апреля по август) характеризовался
количеством осадков (342 мм), близким к среднемноголетним значениям (326
мм). При этом дожди выпадали относительно равномерно. Некоторый избыток
осадков наблюдался в июне, недостаток – в июле. В целом за год выпало 805 мм
осадков, что на 161 мм (25%) превышает среднемноголетние значения (644 мм).
68
Среднесуточная температура воздуха за этот период примерно на 2-5 °С
превышала среднемноголетние значения (рис. 3.3, 3.4).
В 2013 г. осадков за вегетационный период выпало 420 мм, что на 22%
выше среднемноголетних значений (рис. 3.4). В период цветения осадков было
мало, и они выпадали неравномерно (рис. 3.7). В целом за 2013 г. отмечено
большое количество осадков – 932 мм, что на 45% выше среднемноголетних
значений. Отсюда можно заключить, что 2013 г. в целом был более дождливым,
чем 2012 г. На фоне большого количества осадков почти в течение всей вегетации
среднесуточная температура воздуха превышала среднемноголетние значения
(рис. 3.3).
Среднесуточная температура воздуха,
°С
ян
ва
рь
ф
ев
ра
ль
ма
р
ап т
ре
ль
25
20
15
10
2012
5
2013
Средние многолетние
у
се ст
нт
яб
рь
ок
тя
бр
ь
но
яб
рь
де
ка
бр
ь
ль
ав
г
ию
нь
ию
-5
ма
й
0
-10
-15
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
2012
2013
ус
т
се
нт
яб
р
ок ь
тя
бр
ь
но
яб
р
де ь
ка
бр
ь
ав
г
ль
ию
нь
ию
ай
Средние многолетние
м
ян
ва
рь
ф
ев
ра
ль
м
ар
т
ап
ре
ль
Сумма осадков, мм
Рис. 3.3. Среднесуточная температура воздуха за годы проведения
эксперимента, °С
Рис. 3.4. Сумма осадков за годы проведения эксперимента, мм
69
Массовое цветение озимой тритикале в 2012 г. длилось с 30 мая по 19 июня,
в 2013 г. – с 05 июня по 18 июля.
Рассмотрим основные метеорологические показатели, наблюдавшиеся в
этот период, по дням массового цветения тритикале.
Все
метеорологические
данные
были
любезно
предоставлены
Метеорологической обсерваторией имени В.А. Михельсона.
Начало цветения тритикале (первые 10-12 сут.) в 2012 г. характеризовалось
более высокой среднесуточной температурой и максимальной температурой
воздуха в сравнении с 2013 г. Последние дни цветения в оба года почти не
различались по этим показателям (рис. 3.5, 3.6).
За период цветения в 2012 г. выпало 105 мм осадков, что значительно
больше, чем в 2013 г. (17 мм). Основная масса осадков в оба года выпала
примерно в середине периода цветения (рис. 3.7). Причем в 2012 г. отмечено
более равномерное распределение воды за этот период. Принято считать, что
сумма осадков, превышающая 5 мм, положительно влияет на рост и развитие
растений [Справочник агронома, 1986]. С этой позиции можно предполагать, что
в 2012 г. сложились более благоприятные условия для цветения тритикале, чем в
Среднесуточная температура
воздуха, °С
2013 г.
25
20
15
2012 г.
2013 г.
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Дни цветения
Рис. 3.5. Среднесуточная температура воздуха, наблюдавшаяся каждый день
в период цветения тритикале, °С
Максимальная температура
воздуха, °С
70
35
30
25
20
2012 г.
15
2013 г.
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Дни цветения
Рис. 3.6. Максимальная температура воздуха, наблюдавшаяся каждый день
в период цветения тритикале, °С
Относительная влажность воздуха в период цветения тритикале в 2012 г.
(70-80%) значительно превышала среднемноголетние данные (примерно 60%).
Тогда как в 2013 г. этот показатель был близок к среднемноголетним значениям
для региона (рис. 3.8).
В 2012 г. был отмечен относительно низкий дефицит влажности воздуха в
Сумма осадков за день, мм
сравнении с 2013 г. (среднемноголетние значения 9,9 мбар) (рис. 3.9).
25
20
15
2012 г.
2013 г.
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Дни цветения
Рис. 3.7. Сумма осадков, выпадавших каждый день в период цветения
тритикале, мм
Относительная влажность
воздуха, %
71
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
2012 г.
2013 г.
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Дни цветения
Рис. 3.8. Относительная влажность воздуха, наблюдавшаяся каждый день в
период цветения тритикале, %
Дефицит влаги, мб
14
12
10
8
2012 г.
6
2013 г.
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Дни цветения
Рис. 3.9. Дефицит влажности воздуха, наблюдавшийся каждый день в
период цветения тритикале, мбар
Общая облачность, балл
12
10
8
2012 г.
6
2013 г.
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Дни цветения
Рис. 3.10. Общая облачность, наблюдавшаяся каждый день в период
цветения тритикале, балл
72
Продолжительность
солнечного сияния, час
16
14
12
10
2012 г.
8
2013 г.
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Дни цветения
Рис. 3.11. Продолжительность солнечного сияния, наблюдавшаяся каждый
день в период цветения тритикале, час
Облачность, наблюдавшаяся в период цветения тритикале, в 2012 г. была
несколько выше, чем в 2013 г. (рис. 3.10).
Продолжительность солнечного сияния варьировала от 0 до 15 часов в
разные дни периода цветения тритикале (рис. 3.11). В целом за период цветения в
2012 г. продолжительность солнечного сияния составила 164 ч, в 2013 – 201 ч.
Это говорит о том, что в период цветения тритикале в 2012 г. солнечных дней
было меньше, следовательно, пыльца тритикале имела больше шансов остаться
жизнеспособной в течение более длительного времени.
Среднесуточная скорость
ветра, м/с
6
5
4
2012 г.
3
2013 г.
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Дни цветения
Рис. 3.12. Среднесуточная скорость ветра, наблюдавшаяся каждый день в
период цветения тритикале, м/с
73
У тритикале растрескивание пыльников начинается еще до выхода их из
цветка, как у пшеницы. Часть пыльцы падает на собственное рыльце, а часть
выбрасывается наружу. Высыпавшаяся из пыльников пыльца в дальнейшем
попадает в потоки воздуха и разносится ими на порядочное расстояние (до 400 м)
[Симинел и др., 1984; Рубец, др., 2012]. Однако, попадает ли она жизнеспособной
на рыльце пестиков, зависит от многих причин. В жаркую сухую солнечную
погоду пыльца в воздухе очень быстро погибает вследствие высыхания и
воздействия ультрафиолетового излучения. В прохладную влажную погоду с
высокой облачностью пыльца дольше остается жизнеспособной. Успеет ли она
попасть живой на рыльце пестика, зависит от скорости перемещения воздушных
потоков (т.е. ветра). В условиях Москвы и, в частности, селекционной станции
им. П.И. Лисицына редко выдается безветренный день. На рис. 3.12 представлена
среднесуточная скорость ветра в период цветения озимой тритикале. Видно, что в
оба года скорость ветра сильно изменялась в отдельные дни в продолжение
периода цветения. Однако в 3013 г. сильно ветреных дней за этот период было
больше в сравнении с 2012 г.
Подводя итог рассмотрению метеорологических условий, сложившихся в
период цветения озимой тритикале, можно охарактеризовать 2012 г. как более
благоприятный для успешного осуществления процессов цветения, опыления и
оплодотворения.
В представленной работе часть опыления была проведена в лабораторных
условиях, а часть – в полевых. Поэтому для более объективной интерпретации
результатов полевых экспериментов следует провести их сопоставление с
метеорологическими условиями, сложившимися в период цветения.
74
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Характеристика прогамной фазы оплодотворения у ржи и пшеницы
Изучение прогамной фазы оплодотворения у родительских видов тритикале
имеет важное практическое значение, поскольку таким образом можно сравнить
аналогичные этапы протекания прогамной фазы оплодотворения, а также
выделить и предложить объективные критерии оценки наличия избирательности
оплодотворения у тритикале.
4.1.1. Оценка прогамной фазы оплодотворения у ржи
Как известно, у многих сортов ржи при самоопылении завязывается очень
мало семян. Этот факт говорит о достаточно высоком уровне гаметофитной
самонесовместимости у данной культуры. По данным различных авторов
завязываемость при самоопылении может составлять 1,6-3,8 % (Райки Шандер
1950), и даже достигать 8 % [Perkz de la Vega и др., 1984].
Низкая завязываемость зерен при самоопылении у ржи, прежде всего,
обусловлена особенностями, происходящими в прогамную фазу оплодотворения.
У нее весь процесс оплодотворения определяется S-Z локусами [Lundquist, 1956],
от которых будет зависеть, как будет воспринято конкретное пыльцевое зерно
рыльцем
пестика.
Поведение
несовместимых
пыльцевых
трубок
может
проявляться по-разному. Они могут иметь разнообразные нарушения в росте,
наблюдаемые, как перед внедрением в ткани рыльца, так и внутри них.
Пыльцевые трубки с нарушениями принимают вид закрученных в спираль или
булавовидных вздутий. Также при «несовместимом» опылении часто встречается
образование значительного количества пыльцевых трубок с относительно
небольшой длиной. На основе сравнения прогамной фазы оплодотворения у ржи
при самоопылении и при опылении другим сортом можно будет обозначить
критерии оценки избирательности оплодотворения у тритикале.
75
Сорта ржи, входящие в наше исследование, обладают высоким уровнем
гаметофитной самонесовместимости, судя по результатам принудительного
самоопыления, представленным в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Влияние самоопыления на завязываемость зерен озимой ржи (2012 г.)
Завязываемость зерен ( х ± t05×S х ), %
Сорт
контроль (без изоляции
колосьев в фазу цветения)
при самоопылении
Снежана
Альфа
76,3±3,6
79,5±3,7
3,8±1,8
3,1±1,6
Далее
рассмотрим
морфологические
причины
прогамной
фазы
оплодотворения, обуславливающие неблагоприятный исход оплодотворения при
самоопылении у ржи.
Прорастание пыльцевых зерен на рыльцах пестиков озимой ржи
Процент
проросших
пыльцевых
зерен
является
характеристикой,
отражающей энергию прорастания пыльцевых зерен на рыльцах пестиков
растений. Считается, что у ржи при самоопылении этот показатель значительно
ниже, чем при перекрестном опылении (собственным сортом или чужеродным)
[Райки Шандер 1955; Heslop-Harrison 1979]. В нашем эксперименте получилась
совершенно противоположная картина, независимо от сорта: при самоопылении
пыльцевые зерна на рыльце пестика прорастали быстрее, чем при перекрестном
опылении у обоих сортов ржи (рис. 4.1). В целом по культуре сложилась почти
аналогичная картина, но на последних экспозициях (90 мин) существенных
различий
между
вариантами
не
наблюдается
(рис.
4.2).
Результаты,
представленные на графиках, свидетельствуют также о том, что система
самонесовместимости, наблюдаемая у ржи, не мешает успешному прорастанию
пыльцевых зерен при самоопылении. При этом многие из них образовывали
пыльцевые трубки, которые слабо продолжали расти в тканях пестика, оставаясь
«короткими». Другая часть из них формировала пыльцевые трубки с различными
нарушениями. Таким образом, при таком способе опыления (самоопылении) у
пыльцевых трубок вероятность достигнуть микропиле зародышевого мешка
76
ничтожно мала. Это утверждение и является одним из главных дрказательств
крайне низкой завязываемости зерен в колосе при самоопылении у ржи.
а
б
Рис. 4.1. Процент прорастания пыльцевых зерен на рыльцах пестиков
сортов озимой ржи при самоопылении и перекрестном опылении ( х ±t05Sx): а)
Альфа; б) Снежана
Рис. 4.2. Процент прорастания пыльцевых зерен в целом по культуре ржи
при различных способах опыления ( х +НСР05)
Длина пыльцевых трубок в тканях пестиков ржи
в зависимости от способа опыления
Длина пыльцевой трубки является одним из наиболее важных параметров в
оплодотворении,
поскольку
именно
от
него
зависит,
произойдет
ли
оплодотворение собственной или чужеродной пыльцой, причем это условие
имеет актуальность не только у растений с самонесовместимостью, как у ржи, но
и для тех, у которых она отсутствует.
77
На рис. 4.3 показано изменение длины пыльцевых трубок в тканях пестиков
ржи. У обоих сортов ржи наблюдается достаточно явное отставание в росте
собственных пыльцевых трубок, чего нельзя сказать о чужеродных. Они уже на
начальных этапах роста (через 20, 45 мин) у обоих сортов почти наполовину
а
б
Рис. 4.3. Динамика роста пыльцевых трубок в тканях пестиков сортов озимой
ржи при различных способах опыления ( х ±t05Sx): а) Альфа; б) Снежана
длиннее, чем собственные пыльцевые трубки. На сорте Снежана в большей
степени сказывается реакция самонесовместимости. Пыльцевые трубки сорта
Снежана, достигнув в длину приблизительно 50 мкм (через 45мин), почти не
продолжают свой рост, в то время как у сорта Альфа был отмечен очень низкий
темп роста собственных пыльцевых трубок при самоопылении. При опылении
чужеродным
сортом
кастрированных
цветков
сорта
Альфа
были
зарегистрированны самые длинные пыльцевые трубки при максимальной
экспозиции в 120 мин. Они достигают в среднем 222,9 мкм.
Сравнение поведения пыльцевых трубок у двух сортов ржи при разных
способах опыления показало, что реакция самонесовместимости в прогамную
фазу оплодотворения проявляется у сорта Снежана в более ранний период
времени и на более высоком уровне, чем у сорта Альфа.
Картина, представленная на рис. 4.4, в общем, отражает стандартную
ситуацию при «несовместимом» опылении у ржи, описанную ранее (Райки
Шандер 1955; Heslop-Harrison 1979). Незначительный рост пыльцевых трубок
78
собственных гаметофитов отмечен в первые 45 мин с момента опыления, далее их
рост если и происходит, то очень медленно.
Рис. 4.4. Динамика роста пыльцевых трубок в целом по культуре ржи при
различных способах опыления ( х +НСР05)
Критерии подразделения общей массы пыльцевых трубок на длинные,
короткие и средние
Из литературных данных известно, что во время цветения при открытом
состоянии цветка на рыльце пестика успевает попасть значительное количество
пыльцевых зерен, но в оплодотворении принимают участие только те из них,
которые сформировали быстрорастущие пыльцевые трубки. Кроме того,
предоставляется возможность осуществить оплодотворение одной пыльцевой
трубке, достигшей микропиле первой, возможно, и самой длинной. Поэтому нами
была проведена искусственная дифференциация всех нормальных пыльцевых
трубок на условно длинные, короткие и средние. Главным критерием для
сортировки пыльцевых трубок в нашем эксперименте является длина пыльцевых
трубок при максимальном промежутке времени, равном 120 минутам с момента
опыления. В этой точке самыми длинными являются пыльцевые трубки при
опылении сорта Альфа чужеродным сортом, а самыми короткими – при
самоопылении сорта Снежана. К длинным мы отнесли пыльцевые трубки, длина
которых превышала половину средней длины пыльцевых трубок при опылении
сорта Альфа пыльцой чужеродного сорта, то есть длину, равную 95,2 мкм. К
коротким отнесли все пыльцевые трубки с длиной, меньше средней длины
пыльцевых трубок при самоопылении сорта Снежана (<49,8 мкм). К средним
пыльцевым трубкам отнесли пыльцевые трубки с длиной, находящейся в
79
интервале от 49,8-95,2 мкм. Такой способ использован нами для оценки наличия
избирательности оплодотворения у всех изученных культур [Рубец, Митрошина и
др., 2014].
Среди пыльцевых зерен, попавших на рыльце пестика, не все способны
образовывать нормальные пыльцевые трубки. Некоторая часть из них все же
может иметь аномалии, которые препятствуют дальнейшему росту пыльцевой
трубки. Таким образом, роль таких пыльцевых трубок в судьбе оплодотворения
исключается.
Так как в литературе представлена информация о том, что при
«несовместимом» опылении на рыльцах пестиков образуется несколько больше
пыльцевых трубок с аномалиями, чем при «совместимом», то данный показатель,
может быть использован для оценки избирательности оплодотворения. Поэтому в
нашей работе предполагается, что при наличии избирательности оплодотворения
будет наблюдаться картина преобладания аномальных пыльцевых трубок, либо
при опылении пыльцой собственного сорта, либо чужеродного.
Содержание длинных пыльцевых трубок
в тканях пестиков ржи при разных способах опыления
По мере своего роста пыльцевые трубки переходят из одной группы в
другую в соответствии с размером (длиной). Это связано, прежде всего, с тем, что
удлинение всех пыльцевых трубок происходит постепенно, так как на начальных
этапах прорастания пыльцы многие пыльцевые трубки имеют относительно
небольшую длину. Со временем содержание условно длинных пыльцевых трубок
будет становиться все больше, если нет каких-либо препятствий в их росте в
тканях пестика.
Изучение изменения содержания пыльцевых трубок разных групп в
зависимости от способа опыления (самоопыления либо чужеродного опыления)
позволит сделать правильный вывод о наличии избирательности оплодотворения
у сортов тритикале. Если будет установлено преобладание длинных пыльцевых
трубок при определенном варианте опыления (само- или перекрестном, т.е
80
чужеродным сортом), то это может быть доказательством наличия явления
избирательности оплодотворения.
Анализ данных по изменению доли
длинных пыльцевых трубок,
образовавшихся к определенному промежутку времени на рыльцах пестиков ржи,
показал, что содержание длинных пыльцевых трубок в варианте самоопыления у
обоих сортов ржи (рис. 4.5) с течением времени не возрастает. Особенно
а
б
Рис. 4.5. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в тканях пестиков
сортов озимой ржи при различных способах опыления ( х ±t05Sx): а) Альфа; б)
Снежана
подобное явление проявляется после 45 мин с момента опыления. Это еще раз
подтверждает отсутствие активного роста собственных пыльцевых трубок в
тканях пестика. Количество образовавшихся длинных пыльцевых трубок при
опылении чужеродным сортом ржи значительно отличается в большую сторону,
чем при самоопылении. Кроме того, у сорта Снежана отмечается незначительное
снижение
содержания
длинных
пыльцевых
трубок
вследствие
каких-то
случайных причин при этом варианте опыления, спустя 45 и 60 мин от момента
опыления. Неравные возможности пыльцы (собственной и чужеродной) на
различных сортах ржи можно наблюдать уже на самых ранних сроках
прорастания пыльцы, и далее эти различия не только сохраняются, но и
становятся все более существенными (рис. 4.6). К тому же содержание длинных
пыльцевых трубок собственных гаметофитов возрастает, только в течение первых
81
45 минут после опыления. Дальше не отмечается тенденций к росту этого
показателя с течением времени вследствие того, что вновь образовавшиеся
пыльцевые трубки не способны беспрепятственно продолжать свой путь в тканях
пестика ржи. Таким образом, у чужеродной пыльцы ржи шансы принимать
участие в оплодотворении во много раз выше, чем у собственных гаметофитов.
Рис. 4.6. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в целом по
культуре ржи при различных способах опыления ( х +НСР05)
Возможно, что показатель содержания длинных пыльцевых трубок будет
приемлемым при оценке избирательности оплодотворения у сортов тритикале.
Содержание коротких пыльцевых трубок в тканях пестиков ржи при
разных способах опыления
Количество коротких пыльцевых трубок показывает успешность роста
пыльцевых трубок в тканях пестика собственного сорта или чужеродного. Чем
меньше их содержание, тем рост пыльцевых трубок идет интенсивнее, с более
высокими темпами.
По количеству коротких пыльцевых трубок не всегда можно увидеть
значимые различия между вариантами опыления (рис. 4.7). Независимо от сорта и
способа опыления, количество коротких пыльцевых трубок уменьшается по мере
увеличения срока экспозиции. У сорта Альфа изменение содержания таких
пыльцевых трубок идет более плавно, чем у сорта Снежана, как при
82
самоопылении, так и при опылении чужеродным сортом. Содержание пыльцевых
трубок, принадлежащих к данной группе, заметно меньше у Снежаны при
опылении чужеродным сортом через 20 и 45 минут, потом различия исчезают.
а
б
Рис. 4.7. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в пестиках
сортов озимой ржи при различных способах опыления ( х ±t05Sx): а) Альфа; б)
Снежана
У сорта Альфа аналогичная картина наблюдается несколько позже, через 60
и 90 минут. В целом проявились особенности характерные по исследуемому
критерию для ржи. Действительно, у изученных сортов ржи при самоопылении
образуется гораздо больше коротких пыльцевых трубок нежели, при опылении
пыльцой чужеродного сорта (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в целом по
культуре ржи при различных способах опыления ( х +НСР05)
Поскольку различия по наблюдаемому показателю были выявлены в
единичных случаях, то при оценке избирательности оплодотворения у тритикале
он может оказаться необъективным.
83
Содержание средних пыльцевых трубок в тканях пестиков ржи
при разных способах опыления
На рис. 4.9, 4.10 представляющих динамику содержания средних
пыльцевых трубок, какие-либо характерные особенности при различных
вариантах опыления выделить трудно. Таким образом, этот показатель не может
представлять
перспектив
при
выявлении
наличия
избирательности
оплодотворения у тритикале.
Рис. 4.9. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в пестиках
сортов озимой ржи при различных способах опыления ( х ±t05Sx): а) Альфа; б)
Снежана
Рис. 4.10. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в целом по
культуре ржи при различных способах опыления. Величины НСР не приведены
вследствие отсутствия достоверных различий
84
Содержание пыльцевых трубок с аномалиями роста в тканях пестиков
ржи при разных способах опыления
Важным показателем «несовместимого» опыления у ржи является
образование пыльцевых трубок с аномальным развитием (Райки Шандер, 1955).
Увеличение содержания пыльцевых трубок с аномалиями у изученных
сортов ржи по мере увеличения интервала времени с момента осуществления
опыления происходит независимо от способа опыления (рис. 4.1).
а
б
Рис. 4.11. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в пестиках
сортов озимой ржи при различных способах опыления ( х ±t05Sx): а) Альфа; б)
Снежана
При самоопылении формируется больше пыльцевых трубок с аномалиями.
По каждому сорту различия не всегда достоверны. У сорта Альфа нет резких
скачков в образовании пыльцевых трубок с аномалиями как у Снежаны. В первые
60 мин у этого сорта таких пыльцевых трубок значительно больше при
самоопылении, затем различия между способами опыления сглаживаются.
Подобное явление говорит о том, что для сорта Снежана характерна достаточно
быстрая реакция подавления «нежелательных» пыльцевых трубок. В целом у
культуры существенных различий между способами опыления также не
наблюдается, однако собственные гаметофиты могут образовывать больше
85
пыльцевых трубок с аномалиями, по сравнению с гаметофитами чужеродного
сорта (рис. 4.12).
Таким образом, в ходе изучения прогамной фазы оплодотворения у ржи
были получены результаты, аналогичные работам [Райки Шандер 1955, HeslopHarrison, 1979]. Выбор чужеродной пыльцы сортами ржи главным образом
обусловлен
направлением
избирательности
оплодотворения,
связанным
с
генетикой самонесовместимости.
Рис. 4.12. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в целом по
культуре ржи при различных способах опыления. Величины НСР05 не приведены
вследствие отсутствия достоверных различий
Будут ли у тритикале какие-либо похожие признаки, покажет изучение
избирательности оплодотворения по тем же самым критериям. К ним можно
отнести среднюю длину пыльцевых трубок, и процент длинных пыльцевых
трубок, образовавшихся к определенному времени на рыльце пестика. Они
показали себя как наиболее эффективные (достоверные). По другим показателям:
проценту проросшей пыльцы на рыльцах пестика, содержанию коротких, средних
и
аномальных
пыльцевых
трубок
судить
о
наличии
избирательности
оплодотворения сложно или даже практически невозможно. Несмотря на то, что
содержание пыльцевых трубок с относительно «небольшой» длиной является
отличительным признаком «несовместимого» опыления, по нашим данным, он
может быть ненадежным в силу того, что не всегда по нему видны достоверные
различия между вариантами опыления. Хотя в целом он может отразить картину
86
изменения медленно продолжающих свой рост пыльцевых трубок в тканях
пестика даже при отсутствии реакции несовместимости у тритикале.
4.1.2. Характеристика прогамной фазы оплодотворения у пшеницы
Пшеница является одной из родительских форм тритикале. Поскольку, как
правило, для нее свойственно самоопыление, то, если у нее избирательность
оплодотворения и бывает, это связано, прежде всего, с физиолого-биохимической
разнокачественностью
пыльцы
или
пестика.
Данные
характеристики
предопределяют обмен веществ между растущей пыльцевой трубкой и пестиком,
от которых в дальнейшем будет зависеть судьба оплодотворения (Лю Да Дзюнь,
1953;
Войня
Раду,
1956;
Пыльнев,
1968).
Изучение
прогамной
фазы
оплодотворения у пшеницы в сравнении с рожью поможет в выборе наиболее
приемлемых критериев оценки наличия или отсутствия избирательности
оплодотворения у тритикале. При наличии избирательности оплодотворения у
пшеницы
предполагается,
что
скорость
прорастания
предпочтительных
гаметофитов будет выше.
а
б
Рис. 4.13. Процент прорастания пыльцевых зерен на рыльцах сортов озимой
пшеницы при различных способах опыления ( х ±t05Sx): а) Гармония; б) Московская
39
87
Сорта пшеницы, входящие в наше исследование, несколько отличаются
друг от друга по энергии прорастания пыльцевых зерен (собственных и
чужеродных) (рис. 4.13). Так, у сорта Московская 39 между вариантами опыления
в большинстве случаев не отмечается достоверных различий, а для сорта
Гармония наоборот характерно преобладание прорастания пыльцевых зерен
собственного сорта. У нее существенные различия появляются, спустя 45, 60, 90
мин с момента опыления, тогда как у Московской 39 они отмечаются при 20 и 60
минутах с момента опыления. Также на самом раннем сроке (20 минут) как у
сорта Гармония, так и у сорта Московская 39 лидером в прорастании является
собственная пыльца сортов. В целом по культуре различий между вариантами
опыления не обнаружено (рис. 4.14)., но на рыльцах пестика пшеницы несколько
лучше прорастает пыльца собственного сорта. Таким образом, на основе данного
показателя
у
пшеницы
невозможно
выявить
наличие
или
отсутствие
избирательности оплодотворения. Вероятно, что и у сортов тритикале это можно
будет сделать с трудом.
Рис. 4.14. Процент прорастания пыльцевых зерен в целом по культуре
пшеницы при различных способах опыления. Величины НСР не приведены
вследствие отсутствия достоверных различий
Длина пыльцевых трубок в тканях пестиков пшеницы
при разных способах опыления
Длина пыльцевых трубок в тканях пестика пшеницы при разных вариантах
опыления
(рис.
4.15)
изменяется
практически
одинаково
с
некоторым
преобладанием собственных гаметофитов, как у сорта Московская 39. Поэтому
88
ничего определенного здесь сказать нельзя по предпочтению какой-либо пыльцы.
Темп изменения длины пыльцевых трубок у сорта Гармония при чужеродном
опылении идет более плавно, без заметного ускорения по сравнению с ростом
собственных гаметофитов, которые обладают более интенсивным ростом с
течением времени с момента опыления. Достоверные различия в этом случае
отмечаются спустя 60, 120 минут с момента проведения опыления.
а
б
Рис. 4.15. Динамика роста пыльцевых трубок в тканях пестиков сортов
озимой пшеницы при различных способах опыления ( х ±t05Sx): а) Гармония; б)
Московская 39
Рис. 4.16. Динамика роста пыльцевых трубок в целом по культуре пшеницы
при различных способах опыления ( х ). Величины НСР не приведены вследствие
отсутствия достоверных различий
Рассматривая результаты в целом по культуре (рис. 4.16), можно сделать
вывод об отсутствии достоверных различий по длине пыльцевых трубок между
вариантами опыления. Используя этот показатель, было выявлено наличие
89
несколько более высокой конкурентоспособности собственной пыльцы на
рыльцах пестиков сорта Гармония, и его отсутствие у сорта Московская 39.
Содержание длинных пыльцевых трубок в тканях пестика пшеницы
при разных способах опыления
Содержание длинных пыльцевых трубок на рыльцах пестиков пшеницы
(рис. 4.17) продолжает увеличиваться со временем от опыления одинаково
хорошо независимо от варианта опыления, в отличие от картины, происходящей у
ржи, связанной с системой торможения роста пыльцевых трубок (рис. 4.5).
а
б
Рис. 4.17. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в пестиках
сортов озимой пшеницы при различных способах опыления ( х ±t05Sx): а) Гармония;
б) Московская 39
Доля длинных пыльцевых трубок в тканях пестиков пшеницы при
опылении пыльцой собственного сорта подвержена резким колебаниям с
течением времени, в то время как изменение содержания чужеродных пыльцевых
трубок идет более плавно (рис. 4.17).
В целом у пшеницы (рис. 4.18) на рыльцах пестиков отмечено некоторое
преобладание длинных пыльцевых трубок при самоопылении в сравнении с
опылением чужеродным сортом. Это свидетельствует о том, что собственные
гаметофиты пшеницы обладают большими потенциальными возможностями к
росту в тканях пестика, чем чужеродные. Достоверные различия между
вариантами опыления наблюдались только по истечении времени, равного 120
минутам с момента опыления.
90
Рис. 4.18. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в целом у
культуры пшеницы при различных способах опыления ( х +НСР05)
Содержание коротких пыльцевых трубок на рыльцах пестиков
пшеницы при разных способах опыления
Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в тканях пестиков
пшеницы, представленная на рис. 4.19, показывает, что содержание коротких
пыльцевых трубок снижается одинаково со временем, независимо ни от сорта, ни
от способа опыления. Это отмечено и в целом по культуре (рис. 4.20). Различия
между вариантами опыления выражены слабо, поэтому этот показатель не
представляет перспектив при оценке наличия избирательности оплодотворения у
пшеницы.
а
б
Рис. 4.19. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в пестиках
сортов озимой пшеницы при различных способах опыления ( х ±t05Sx): а) Гармония;
б) Московская 39
91
Рис. 4.20. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в целом у
культуры пшеницы при различных способах опыления. Величины НСР не
приведены вследствие отсутствия достоверных различий
Содержание средних пыльцевых трубок в тканях пестиков пшеницы
при разных способах опыления
По количеству средних пыльцевых трубок, образовавшихся на рыльцах
пестика пшеницы, наблюдается неоднозначная картина, как по сортам в
отдельности, так и по культуре в целом (рис. 4.21, 4.22). Отсутствие значимых
различий наблюдается по многим срокам прорастания пыльцы, что не позволяет
нам оценить по этому параметру наличие или отсутствие избирательности
оплодотворения у данной культуры.
а
б
Рис. 4.21. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в пестиках
сортов озимой пшеницы при различных вариантах опыления ( х ±t05Sx): а)
Гармония; б) Московская 39
92
Рис. 4.22. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в целом у
культуры пшеницы при различных вариантах опыления ( х ). Величины НСР не
приведены вследствие отсутствия достоверных различий
Содержание пыльцевых трубок с аномальным развитием в тканях
пестика пшеницы при разных способах опыления
Анализ содержания пыльцевых трубок с различными аномалиями в
развитии (рис. 4.23) показал, что они наиболее часто встречаются при опылении
чужеродной пыльцой у сорта Московская 39. В этом плане у сорта Гармония
содержание пыльцевых трубок с аномалиями находится примерно на одном
уровне при различных вариантах опыления, за исключением экспозиции в 90
минут, где собственные пыльцевые трубки имели несколько больше различных
нарушений в росте. В работах других исследователей [Wouter Lance, Barbara
Wojcciechowska, 1976] было показано, что образование различных аномалий роста
пыльцевых трубок происходит, не зависимо от комбинации скрещивания.
В общем-то, наши результаты по отдельным сортам пшеницы имеют вид,
аналогичный представленному на рис. 4.24 в целом по культуре пшеницы.
В ходе проведенного исследования прогамной фазы оплодотворения у
пшеницы было выявлено отсутствие явной избирательности какой-либо пыльцы,
поскольку по рассмотренным параметрам прогамная фаза у изучаемых сортов при
различных способах опыления не имеет достоверных различий.
93
а
б
Рис. 4.23. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в пестиках
сортов пшеницы при различных вариантах опыления ( х ±t05Sx): а) Гармония; б)
Московская 39
Рис. 4.24. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в целом у
культуры пшеницы при различных способах опыления ( х ). Величины НСР не
приведены вследствие отсутствия достоверных различий
В итоге изучения прогамной фазы оплодотворения у двух различных
родительских форм тритикале (ржи и пшеницы) можно заключить следующее:
1. У ржи реакция самонесовместимости достаточно быстро и резко
проявляется в отставании в росте пыльцевых трубок собственных гаметофитов.
Сорта пшеницы, которые входили в наш эксперимент, таким признаком не
обладали.
94
2. Изучение прогамной фазы оплодотворения у ржи позволило предложить
критерии оценки наличия избирательности оплодотворения по длине пыльцевых
трубок для тритикале (содержание длинных, коротких и средних пыльцевых
трубок).
3.
Наиболее
объективными
критериями
оценки
избирательности
оплодотворения у тритикале могут быть: средняя длина пыльцевых трубок и
процент длинных пыльцевых трубок по отношению ко всем пыльцевым трубкам,
образовавшимся к определенному моменту времени после проведения опыления.
95
4.2. Характеристика сортов тритикале по реакции на принудительное
самоопыление и степени хазмогамного цветения
Для
того
чтобы
более
четко
понять
наличие
или
отсутствие
избирательности оплодотворения у сортов тритикале необходимо иметь
представление об особенностях репродуктивной сферы.
Косвенным показателем, по которому можно судить о способе опыления,
согласно литературным данным, является реакция сортов на принудительное
самоопыление. Обычно она выражается в проценте завязываемости зерен при
изоляции
и
без
нее.
Результаты
по
принудительному
самоопылению,
представленные в табл. 4.2, показали неоднородность среди сортов тритикале,
включенных в наш эксперимент. Наиболее сильно реагировали: линия 21759/97,
Торнадо, Гермес. Нас больше интересует реакция сортов тритикале, которые
были выбраны в качестве материнских форм, так как именно на них будет
проводиться оценка наличия избирательности оплодотворения в прогамную и
постгамную фазы оплодотворения.
Таблица. 4.2
Характеристика колоса и реакция на самоопыление изучаемых сортов
тритикале
Сортообразец
Среднее число
колосков, шт.
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
НСР05
18,4
27,6
28,9
23,7
23,7
27,3
1,1
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
НСР05
22,5
27,2
30,1
26,5
27,3
26,8
1,6
Среднее число
цветков, шт.
2012 г.
59,4
86,9
106,1
67,6
66,7
93,0
16,4
2013 г.
67,8
80,1
105,0
78,5
85,3
82,5
7,0
Завязываемость зерен, %
в контроле
при самоопылении
73,3
62,3
64,9
60,6
51,8
47,4
66,8
52,8
54,8
58,9
56,2
42,2
НСР05 по фактору«тип опыления» 8,1
67,3
59,7
65,8
63,2
65,8
56,3
71,2
75,0
64,4
58,0
–
–
НСР05 по фактору«тип опыления» 6,5
96
Поскольку
линия
21759/97
имеет
отрицательную
реакцию
на
принудительное самоопыление, как в отдельные годы, так и в среднем по годам
(табл. 4.2, рис. 4.25) то, возможно, у нее могут быть признаки избирательности
чужеродной пыльцы. Разноречивая реакция у сорта Гермес (табл. 4.2.) еще не
свидетельствует о возможном предпочтении какой-либо пыльцы. В 2012 г. у этого
сорта влияние действия изоляции не сказалось, а в 2013 г. оно, напротив, является
существенным. В целом по годам у данного сорта отмечается значительное
снижение завязываемости зерен в колосе при действии изоляции. Сорт Валентин
характеризуется нейтральной реакцией на принудительное самоопыление (табл.
4.2), что также, возможно, повлияет на отсутствие предпочтения определенной
пыльцы.
Завязываемость зерен, %
80
70
60
50
контроль
40
самоопыление
30
20
10
0
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Рис. 4.25. Завязываемость зерен в колосе тритикале при разных способах
опыления ( х +НСР05), %. Представлена НСР05 по фактору «способ опыления»
Сорт Гермес является обладателем самого большого числа колосков и
цветков в колосе, а самого низкого – линия 21759/97. Валентин занимает
промежуточное положение (рис. 4.26, 4.27). В целом за два года влияние
метеорологических условий года не оказалось существенным на степень
развитости соцветия тритикале и его отдельных компонентов.
97
Число колосков в колосе, шт.
35
30
25
20
15
10
5
0
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Среднее число цветков в колосе, шт.
Рис. 4.26. Среднее число колосков в колосе тритикале ( х +НСР05), шт.
140
120
100
80
60
40
20
0
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Рис. 4.27. Среднее число цветков в колосе тритикале ( х +НСР05), шт.
Открытое состояние цветка злаков во время цветения обусловливает
возможность попадания чужеродной пыльцы на рыльце пестика. У тритикале
растрескивание пыльников происходит до раскрытия цветка. Поэтому сначала на
рыльце попадает собственная пыльца. При раскрытии цветковых чешуй на
рыльце
может
избирательности
попасть
пыльца
оплодотворения
других
может
сортов
тритикале.
проявиться
в
Явление
лучшей
конкурентоспособности собственной или чужеродной пыльцы.
Анализ результатов содержания открытого цветущих цветков показал, что
все сорта тритикале имеют примерно равные шансы для улавливания собственной
и чужеродной пыльцы (табл. 4.3, рис. 4.28). Таким образом, все образцы
тритикале характеризуются достаточно высоким уровнем открытого цветения,
который относится к основному типу цветения у тритикале, согласно
многочисленным работам [Симинел, Кильчевская 1984; Сечняк, Сулима 1984;
Дударева 2005; Рубец и др., 2013; 2014].
98
Таблица 4.3
Характеристика открытого цветения в колосе сортов тритикале, %
Содержание открыто цветущих цветков
в колосе, %
Сорт
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
НСР05
2012 г.
82,8
97,4
96,6
83,5
77,6
92,7
7,5
2013 г.
95,2
94,1
95,6
95,9
97,0
97,0
2,4
tф по годам
11,6
4,61
1,77
4,48
13,66
10,53
t05=2,78
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Рис. 4.28. Характеристика открытого цветения сортов тритикале ( х +НСР05), %.
Оценка хазмогамного цветения у сортов тритикале с учетом положения
цветка в колоске подтверждает эти выводы (табл. 4.4). В 2012 г. наиболее часто
оказались закрытыми третьи и четвертые цветки в колосках, а 2013 г. какой-либо
разницы между степенью хазмогамии цветков, расположенных в разных частях
колоска не наблюдалось.
Таблица 4.4
Характеристика открытого цветения в отдельных цветках колоска тритикале, %
Сорт
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
НСР05
Процент открытого цветения в отдельных цветках колоска
в 1-м цветке
во 2-м цветке
в 3-м цветке
в 4-м цветке
2012 г. 2013 г. 2012 г. 2013 г. 2012 г. 2013 г.
2012 г.
2013 г.
81,2
94,9
89,4
97,0
86,8
95,2
43,9
92,2
100,0
98,1
99,6
94,3
95,3
91,4
89,5
85,7
100,0
98,3
100,0
98,1
97,0
95,7
92,2
89,5
94,1
97,9
84,1
95,4
77,6
94,2
56,8
98,1
75,9
97,2
84,9
97,5
57,2
95,7
40,8
98,9
100,0
98,5
98,4
97,4
95,0
96,5
80,9
94,4
5,5
3,9
12,8
3,2
12,3
4,5
16,1
8,8
99
4.3. Характеристика пыльцевых зерен у материнских сортов тритикале и их
опылителей
Морфологические особенности микрогаметофитов имеют важное значение
в избирательности оплодотворения растений, поскольку пыльца с большими
размерами будет иметь больше площадь соприкосновения с рыльцем, а также
содержать в своем составе, возможно, больше запасных питательных веществ,
благодаря которым она сможет быстрее прорасти.
Признак размера (диаметр, объем пыльцевого зерна) сильно подвержен
влиянию условий года (табл. 4.5, рис. 4.29, 4.30). В 2013 г. у сортов тритикале
сформировалась более крупные пыльцевые зерна. Наверное, это произошло
вследствие того, что во время формирования пыльцы сложились более
благоприятные условия (умеренно влажная и теплая погода).
В целом по величине диаметра и объема пыльцевого зерна у сортов
тритикале значимых различий не отмечается (табл. 4.5).
Таблица 4.5
Размеры пыльцевых зерен тритикале, ( х ± t05×S х )
Сорт
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Диаметр пыльцевого зерна,
мкмг.
2012 г.
2013
tф по
годам*
62,69±0,65 67,51±0,76
9,38
65,28±0,74 73,60±0,69
16,09
65,33±1,18 63,82±0,63
2,22
61,91±0,65 68,25±0,73
12,78
65,05±0,55 67,75±0,69
6,03
65,30±0,71 67,06±0,61
3,71
Объем пыльцевого зерна,
2012 г.
х2013
×103 г.мкм3 tф по годам*
142,1±4,1
182,9±5,9
11,12
163,6±5,7
228,2±6,1
15,17
173,8±12,2
150,8±4,0
3,50
135,9±3,9
182,8±5,9
12,89
154,9±3,8
180,2±4,7
8,23
162,0±5,3
174,4±4,9
3,39
* t05=1,96
Рассматривая особенности пыльцевых зерен, нельзя не упомянуть об их
фертильности (рис. 4.31), поскольку потенциально способны к (прорастанию)
оплодотворению только фертильные пыльцевые зерна.
Отдельно по каждому году исследования значимых различий нет между
подобранными парами сортов тритикале за исключением линии 21759/97 в
Диаметр пыльцевого зерна, мкм
100
78
76
74
72
70
68
66
64
62
60
58
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Рис. 4.29. Средний диаметр пыльцевого зерна тритикале ( х +НСР05), мкм
Объем пыльцевого зерна
300
250
200
150
100
50
0
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Рис. 4.30. Средний объем пыльцевого зерна тритикале ( х х 10³), мкм3
Таблица. 4.6
Индекс длины пыльцевого зерна и его фертильность, %
Сорт
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Индекс длины пыльцевого зерна
2012 г.
2013 г.
1,07
1,09
1,06
1,06
1,07
1,08
1,06
1,05
1,05
1,07
1,06
1,08
Фертильность пыльцы, %
2012 г.
2013 г.
90,4±2,6
92,4±2,6
89,6±3,2
95,6±2,1
93,8±3,2
96,4±2,0
93,1±1,9
96,8±1,8
91,3±2,0
94,0±1,6
91,9±2,4
93,9±1,3
Фертильность пыльцы, %
100
98
96
94
92
90
88
86
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Рис. 4.31. Фертильность пыльцы тритикале, ( х ± t05×S х ),%
101
комбинации опыления: линия 21759/ 97 х Presto. В 2013 г. по данному показателю
у линии 21759/97 имеется несколько меньшее значение, чем у чужеродного
опылителя (Presto). Однако, несмотря на это, фертильность у этой пары сортов
находится на довольно высоком уровне – в пределах 92,4-96,8 % [Митрошина,
2014)].
Значительный
потенциал
пыльцевых
зерен
в
осуществлении
оплодотворения может определяться содержанием в них водорастворимых
веществ [Палфитов и др., 2008)]. Считается, что водорастворимые вещества
положительно влияют на стартовые возможности образования пыльцевых трубок.
По содержанию водорастворимых веществ в пыльце у исследуемых сортов
тритикале (рис. 4.32) не наблюдалось значимых различий, кроме сортообразца
Торнадо, у которого содержание этих веществ достоверно меньше, чем у всех
остальных [Рубец, Митрошина и др., 2013; Митрошина, 2014]. Следовательно,
Содержание водорастворимых
веществ в пыльце, %
возможно, и прорастание пыльцы этого сорта тоже будет слабее.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Л.21759/97
Валентин
Гермес
Presto
Водолей
Торнадо
Сортообразцы
Рис. 4.32. Содержание водорастворимых веществ в пыльце тритикале
( х +НСР05), %
Подводя итог изучению репродуктивной сферы у сортов тритикале, можно
сделать следующие предположения:
1. Наибольшей избирательностью оплодотворения может обладать линия
21759/97 судя по отрицательной реакции на принудительное самоопыление и
пониженной фертильности на уровне 92,4%.
102
2. По морфологическим признакам (диаметру и объему) пыльцевого зерна
подобранные пары сортов обладают равными потенциальными возможностями к
прорастанию.
3. На первых этапах роста пыльцевой трубки заметно могут отставать
гаметофиты сорта Торнадо по сравнению со всеми другими гаметофитами.
Все это, возможно, может сказаться на результатах изучения прогамной и
постгамной фаз оплодотворения озимой тритикале.
4.4. Характеристика прогамной фазы оплодотворения у триткиале
Наличие предпочтительного оплодотворения у сортов тритикале, будет
возможно, проявляться лишь в том случае, если:
1. будет наблюдаться разница в скорости прорастания пыльцы (собственной
по отношению к чужой или наоборот);
2. предпочтительные пыльцевые зерна образуют более длинные пыльцевые
трубки в сравнении со всеми другими гаметофитами;
3. более конкурентоспособная пыльца обладает повышенным содержанием
водорастворимых веществ и имеет более крупные размеры;
4. при опылении кастрированных цветков тритикале смесью пыльцы,
приготовленной в равном соотношении, в первом поколении будут преобладать
либо гибридные, либо не гибридные растения.
4.4.1. Прорастание пыльцевых зерен на рыльцах пестиков тритикале при
разных вариантах опыления
В связи с тем, что геном тритикале включает в себя субгеномы ржи и
пшеницы, для которых свойственны различные проявления избирательности
оплодотворения, изучение прогамной фазы оплодотворения тритикале является
актуальной задачей для выяснения наличия или отсутствия избирательности
оплодотворения как у отдельных сортов тритикале, так и у культуры в целом
103
[Рубец, Митрошина и др., 2012, 2013, 2014; Митрошина, 2014 а, б]. У ржи она
определяется присутствием генов самонесовместимости, а у пшеницы физиологобиохимической разнокачественностью пыльцы и пестика. Исследования по
прогамной фазе оплодотворения у тритикале уже проводились, но пока они не
многочисленны. Тихенко И. Д., Федорова Т.Н, Сравнивая октаплоидные и
гексаплоидные тритикале заметили, что для первых характерна большая
склонность к перекрестному опылению. Более того, также отмечалось, что на
каждом из уровней плоидности сорта тритикале различаются по предпочтению
какой-либо пыльцы. [Тихенко, 1986; Федорова, 1986]
Схема изложения наших результатов представлена таким образом, что для
каждого сорта тритикале, используемого в качестве материнской формы,
приведен анализ сначала по каждому году изучения, затем в среднем за два года.
Далее представлен общий вывод о наличии или отсутствии избирательности
оплодотворения на основе рассматриваемого параметра прогамной фазы в целом
по культуре.
Прорастание пыльцевых зерен относится к самой ранней ступени
прогамной фазы оплодотворения, где уже может наблюдаться избирательность
пыльцы.
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.33. Процент проросших пыльцевых зерен на рыльцах пестиков
тритикале линии 21759/97 при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
Так, по нашим наблюдениям в 2012 г. на рыльцах пестиков тритикале линии
21759/97 энергичнее прорастала чужеродная пыльца по сравнению с пыльцой
104
собственного сорта. Начиная с 45 мин от момента опыления, процент проросших
чужеродных пыльцевых зерен значительно возрастает, и к 90, 120 минутам
достоверно превышает прорастание собственных гаметофитов (рис. 4.33.).
В 2013 г., также как и в предыдущем году, лидером по прорастанию
пыльцевых зерен является чужеродная пыльца. Спустя 60 мин от момента
опыления, интенсивнее прорастает пыльца только одного чужеродного сорта –
Presto. Пыльца другого чужеродного сорта – Торнадо прорастает заметно хуже
собственных пыльцевых зерен линии 21759/97. Далее с течением времени такая
тенденция (картина) поведения пыльцевых зерен по большому счету сохраняется
(рис. 4.33).
Таким образом, по результатам двухлетних испытаний можно сделать
вывод, о том, что на рыльце пестиков линии 21759/97 лучше прорастает
чужеродная пыльца, причем в оба года имеет преимущество пыльца сорта Presto.
Сравнивая результаты исследований в среднем за два года (рис. 4.34), по
линии 21759/97, можно увидеть, что прорастание собственных пыльцевых зерен
линии 21759/97 и Торнадо идет на одном уровне. Гораздо интенсивнее этот
процесс наблюдается у пыльцы Presto. Возможно, что это может быть связано с
физиолого-биохимическими
особенностями
пыльцевого
зерна,
благодаря,
которым оно способно активно прорастать на рыльцах пестика линии 21759/97.
Рис. 4.34. Процент проросших пыльцевых зерен на рыльцах пестиков
тритикале линии 21759/97 при разных способах опыления в среднем по годам,
( х +НСР05)
105
На
рис.
4.35
представлена динамика
прорастания
собственных
и
чужеродных пыльцевых зерен на рыльцах пестиков сорта Валентин.
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.35. Процент проросших пыльцевых зерен на рыльцах пестиков
тритикале Валентин при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
В 2012 г. отмечается более слабая энергия прорастания пыльцевых зерен
одного чужеродного опылителя – Торнадо и сильная другого – Presto по
сравнению с собственными гаметофитами. Особенно это заметно через 120 минут
с момента опыления. Также отмечается, что прорастание собственной пыльцы
Валентина происходит интенсивнее, чем пыльцы чужеродного опылителя
(Presto), только спустя 60 минут от начала опыления.
В 2013 г. картина имеет несколько другой вид. Самым высоким
потенциалом к прорастанию обладает пыльца собственного сорта, причем это
достоверно значимо при всех экспозициях прорастания пыльцы на рыльцах
пестиков. В то время как процент прорастания пыльцевых зерен у чужеродных
опылителей (Торнадо и Presto) одинаков, кроме самого первого срока (20 мин),
где пыльца сорта Торнадо уступает пыльце Presto.
В среднем по двум годам (рис. 4.36) лучше прорастают собственные
пыльцевые зерна на рыльцах пестиков сорта Валентин по сравнению с
прорастанием чужеродной пыльцы, но существенных различий нет. Данный факт
свидетельствует о некотором предпочтении собственной пыльцы у сорта
Валентин.
106
Рис. 4.36. Процент проросших пыльцевых зерен на рыльцах пестиков
тритикале Валентин при разных способах опыления в среднем по годам,
( х +НСР05)
На рис. 4.37 приведено изменение содержания проросших собственных и
чужеродных пыльцевых зерен на рыльцах пестиков сорта тритикале Гермес.
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.37. Процент проросших пыльцевых зерен на рыльцах пестиков сорта
тритикале Гермес при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
По 2012 г. в целом различий по степени прорастания пыльцы у сортов не
наблюдается, за исключением экспозиции в 120 мин, при которой отмечается
достаточно
высокий
процент
прорастания
пыльцы
Торнадо.
В
общем,
собственные пыльцевые зерна сорта Гермес прорастали быстрее, чем у второго
107
чужеродного опылителя (Водолей), значимые различия видны в варианте 120
минут с момента опыления.
В 2013 г. для сорта Торнадо характерно наиболее активное прорастание
пыльцы, в сравнении с пыльцой собственного сорта Гермес и опылителя Водолей,
у которых пыльца прорастает примерно одинаково. Надо сказать, что собственная
пыльца прорастает несколько интенсивнее. Это преимущество появляется уже
через 60 мин, и к 120 минутам становится существенным.
Рис. 4.38. Процент проросших пыльцевых зерен на рыльцах пестиков
тритикале Гермес при разных способах опыления в среднем по годам, ( х +НСР05)
В результате анализа данных в среднем по годам (рис. 4.38) было выявлено,
что на рыльце пестиков сорта Гермес примерно одинаково прорастает пыльца
сорта Водолей и собственная, но более интенсивно прорастает пыльца сорта
Торнадо. У пыльцы собственного сорта появляется некоторое преимущество
через 90, 120 минут после опыления, хотя и незначительное в сравнении с
пыльцой сорта Водолей.
Таким образом, изучение прорастания пыльцевых зерен в тканях
материнских сортов тритикале (Валентин, линия 21759/97, Гермес) показало
различное поведение собственной и чужеродной пыльцы, которое обусловлено
специфическими сортовыми особенностями, как пыльцы, так и тканей рылец.
Кроме того, какой либо связи процента проросших пыльцевых зерен на
рыльцах пестиков тритикале с фертильностью пыльцы, размером и содержанием
в ней водорастворимых веществ, по нашим результатам, обнаружено не было.
108
Если рассматривать культуру тритикале в целом (рис. 4.39), то в первые 45
мин собственная пыльца прорастает быстрее, и это статистически значимо, но
потом
процент
прорастания
чужеродных
пыльцевых
зерен
становится
незначительно выше. Отсутствие в большинстве случаев существенных различий
может напоминать характер прорастания пыльцевых зерен у пшеницы.
Рис. 4.39. Процент проросших пыльцевых зерен на рыльцах пестиков
белоколосых сортов тритикале при разных способах опыления в целом по
культуре, ( х +НСР05)
Существенные различия между собственной и чужой пыльцой в первое
время прорастания (через 20 мин после опыления), возможно, связаны с
различным содержанием водорастворимых веществ в ней. В более поздние сроки
прорастания пыльцы эта связь исчезает, поскольку на начальных этапах
прорастания пыльцевого зерна расходуются его собственные запасы питательных
веществ, а потом появившаяся пыльцевая трубка уже использует вещества,
поступающие из тканей пестика.
Таким образом, у тритикале собственные микрогаметофиты прорастают
быстрее, чем чужеродные в течение первых 45 мин с момента опыления. В
дальнейшем чужеродные пыльцевые зерна, спустя 60 минут с момента опыления,
оказываются более конкурентоспособными, хотя и незначительно.
109
4.4.2. Рост пыльцевых трубок в тканях пестиков тритикале при разных
способах опыления
Измерение длины пыльцевой трубки позволяет проследить темпы роста
пыльцевых трубок собственной и чужеродной пыльцы, а также найти возможные
различия между ними, которые будут являться ярким примером доказательства
наличия или отсутствия избирательности оплодотворения.
2012 г.
2013г.
Рис. 4.40. Динамика роста пыльцевых трубок в тканях пестиков линии
21759/97 при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
В 2012 г. у линии 21759/97 отмечается следующая картина (рис. 4.40).
Значимые различия между вариантами опыления наблюдаются уже на первом
сроке фиксации через 20 мин от момента опыления. В дальнейшем самой высокой
скоростью роста обладают пыльцевые трубки сорта Presto. Они опережают рост
двух других гаметофитов (собственных и Торнадо), чьи пыльцевые трубки имеют
примерно одинаковую длину (экспозиции 60, 90, и 120 минут с момента
опыления). У пыльцы сорта Presto формируются самые длинные пыльцевые
трубки (это хорошо видно на последней экспозиции в 120 мин). Их длина
достигает в среднем 321,4 мкм.
В 2013 г. для сорта Торнадо характерен самый высокий темп роста
пыльцевых трубок в тканях пестика линии 21759/97. На втором месте после него
стоит сорт Presto. Длина пыльцевых трубок обоих чужеродных сортов
существенно превышает длину пыльцевых трубок собственных гаметофитов
110
линии 21759/97. Успешный рост пыльцевых трубок чужеродных сортов тритикале
отмечается уже тогда, когда истекло 45 минут с момента проведения опыления.
Рис. 4.41. Динамика роста пыльцевых трубок в тканях пестиков линии
21759/97 при разных способах опыления в среднем по годам. Величины НСР05 не
указаны вследствие отсутствия значимых различий
Рассматривая результаты, полученные в среднем за два года, видно, что уже
через 45 мин с момента опыления чужеродные пыльцевые трубки способны расти
быстрее, чем собственные (рис. 4.41). В общем ситуация складывается таким
образом, что наибольшей длиной характеризовались пыльцевые трубки сорта
Presto. Длина пыльцевых трубок Торнадо близка к пыльцевым трубкам линии
21759/97.
Анализируя вышесказанное можно сделать вывод о том, что в тканях
пестика линии 21759/97 лучше всего растет чужеродная пыльца, причем среди
чужеродных сортов тритикале преимуществами обладает именно пыльца сорта
Presto. Рост собственных пыльцевых трубок не отличается высоким темпом по
сравнению с чужеродными гаметофитами. Так как существенных различий в
среднем за два года не было выявлено (рис. 4.41), мы не можем точно утверждать,
что для линии 21759/97 предпочтительнее пыльца чужеродного сорта тритикале.
Изменение длины пыльцевых трубок в тканях рыльца сорта Валентин
отражено на (рис. 4.42).
В 2012 г. пыльцевые трубки сорта Presto энергичнее продолжают свой рост
в тканях пестика сорта Валентин, тогда как рост собственных пыльцевых трубок и
сорта Торнадо находится на одном уровне.
111
В 2013 г. интенсивным ростом обладают пыльцевые трубки сорта Торнадо
по сравнению с остальными сортами тритикале, причем это заметно при всех
экспозициях прорастания пыльцы. По длине пыльцевые трубки собственного
сорта и сорта Presto не различаются.
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.42. Динамика роста пыльцевых трубок в тканях пестиков Валентина
при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
В целом за два года (рис. 4.43) в тканях пестика сорта Валентин
собственные пыльцевые трубки и пыльцевые трубки сорта Presto растут с
одинаковой скоростью. У сорта Торнадо по сравнению с ними отмечается более
высокий темп роста пыльцевых трубок, хотя различия являются статистически не
значимыми.
Рис. 4.43. Динамика роста пыльцевых трубок в тканях пестиков сорта
Валентин при разных способах опыления в среднем по годам. Величины НСР05 не
указаны вследствие отсутствия значимых различий
112
Динамика роста собственных и чужеродных пыльцевых трубок в тканях
пестиков сорта Гермес показала следующее (рис. 4.44). Собственные пыльцевые
трубки способны к непрерывному интенсивному увеличению своей длины, чего
нельзя сказать о пыльцевых трубках других опылителей (Торнадо и Водолее), чьи
темпы роста идут значительно медленнее. Такой вывод справедлив по каждому
году и в среднем по годам (рис. 4.45.). Однако наблюдаемые различия
подтверждаются статистически только по каждому году в отдельности. Также
хотелось бы отметить, что среди всех сортов тритикале, участвовавших в нашей
работе, у прорастающей пыльцы сорта Гермес были зарегистрированы самые
длинные пыльцевые трубки. В среднем к 120 минутам формируются пыльцевые
трубки длиной 547,0 мкм.
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.44. Динамика роста пыльцевых трубок в тканях пестиков сорта
Гермес при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
Рис. 4.45. Динамика роста пыльцевых трубок в тканях пестиков сорта
Гермес при разных способах опыления в среднем по годам. Величины НСР05 не
указаны вследствие отсутствия значимых различий
Обобщая результаты анализа динамики роста пыльцевых трубок в тканях
пестика при разных способах опыления, можно сказать, что у сортообразцов
тритикале наблюдается склонность к избирательности пыльцы, причем она
113
зависит от сорта. Так, на рыльцах пестиков линии 21759/97 имеет преимущество
чужеродная пыльца, а сорта Гермес, наоборот, – собственная. На рыльцах
пестиков сорта Валентин любая пыльца (собственная или чужая) растет примерно
одинаково.
Как видно на рис. 4.46, общая картина динамики роста пыльцевых трубок в
целом по культуре тритикале говорит о том, что явного торможения роста
Рис. 4.46. Динамика роста пыльцевых трубок на рыльцах пестиков
белоколосых сортов тритикале при разных способах опыления в целом у
культуры. Величины НСР05 не указаны вследствие отсутствия значимых различий
пыльцевых трубок при самоопылении у тритикале не отмечается. Это
свидетельствует в пользу отсутствия у тритикале признаков самонесовместимости
в прогамную фазу оплодотворения.
Поскольку достоверность различий между длинной собственных и
чужеродных пыльцевых трубок отсутствует в среднем по годам, и темпы роста
пыльцевых трубок, показанные на рис. 4.46, также не имеют существенных
различий,
то
в
целом
по
культуре
тритикале
вывод
об
отсутствии
избирательности оплодотворения может быть справедлив.
Распределение всех нормальных пыльцевых трубок по длине у ржи
позволило сформировать три различные группы пыльцевых трубок (длинные,
короткие и средние). По количеству длинных пыльцевых трубок между
вариантами
опыления
(собственной
и
чужеродной)
была
выявлена
114
самонесовместимость у исследуемых сортов ржи. Каких-либо похожих явлений у
пшеницы не проявлялось в результате изучения прогамной фазы оплодотворения.
Анализ прогамной фазы оплодотворения у тритикале по тем же самым критериям
является способом сравнения аналогичных этапов оплодотворения для того,
чтобы понять сходства и отличия у исследуемой культуры и ее родительских
форм. Кроме того,
определить еще
и
направленность избирательности
оплодотворения, если она конечно имеется.
4.4.3. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в тканях пестиков
тритикале
Картина изменения содержания длинных пыльцевых трубок в тканях
пестиков линии 21759/97, представленная на рис. 4.47, показала, что в оба года
исследования пыльца сорта Presto имеет значительные преимущества по доле
образовавшихся длинных пыльцевых трубок, чем пыльца Торнадо или
собственного сорта. Данный факт подтверждается и по результатам в среднем за
два года (рис. 4.48), хотя достоверность различий в этом случае не доказывается
статистически.
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.47. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале линии 21759/97 при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
115
Рис. 4.48. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале линии 21759/97 при разных способах опыления в среднем по
годам. Величины НСР05 не указаны вследствие отсутствия значимых различий
На графике (рис. 4.48) заметна сильная избирательность чужеродной
пыльцы. Видно, что среди чужой пыльцы на рыльцах линии 21759/97 именно
пыльца сорта Presto имеет преимущество, поскольку при опылении пыльцой этого
сорта формируется большее количество длинных пыльцевых трубок. Различия
между пыльцой чужеродных опылителей более четко вырисовываются с
помощью данного графика, нежели по динамике роста пыльцевых трубок (рис.
4.41).
Для сорта Валентин характерно отсутствие каких-либо различий в динамике
формирования длинных пыльцевых трубок в тканях пестика независимо от
способа опыления, года, в среднем по годам (рис. 4.49, 4.50). Большее количество
длинных пыльцевых трубок образуется в 2012 г. при опылении пыльцой сорта
Presto, в 2013 г. – пыльцой Торнадо. График в среднем по годам имеет неясную
картину. На нем трудно определить, какая пыльца лучше растет в тканях пестиков
сорта Валентин. У пыльцы сорта Presto образование длинных пыльцевых трубок
идет плавно, в отличие от пыльцы всех остальных сортов тритикале. На
основании этих данных можно заключить, что у сорта Валентин не наблюдается
избирательности пыльцы.
116
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.49. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале Валентин при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
Рис. 4.50. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале Валентин при разных способах опыления в среднем по годам.
Величины НСР05 не указаны вследствие отсутствия значимых различий
У сорта Гермес при различных вариантах опыления не обнаружено
достоверных различий по содержанию длинных пыльцевых трубок. Однако этот
показатель на всех графиках (рис. 4.51, 4.52) имеет более высокие показатели при
опылении пыльцой собственного сорта, причем эта особенность просматривается
уже на самых ранних экспозициях (через 20, 45 минут после опыления), и в
дальнейшем такая тенденция, в принципе, сохраняется. В оба года исследования и
в среднем по годам скорость образования длинных пыльцевых трубок
собственными гаметофитами в тканях пестика сорта Гермес была существенно
выше, чем чужеродных сортов тритикале (Водолей и Торнадо), спустя 45 мин с
момента опыления. Таким образом, у сорта Гермес проявляется некоторая
избирательность собственной пыльцы.
117
2012 г.
2013г.
Рис. 4.51. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в тканях
пестиков сорта тритикале Гемес при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
Рис. 4.52. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок в тканях
пестиков сорта тритикале Гермес при разных способах опыления в среднем по
годам, ( х +НСР05)
Результаты анализа данных по динамике образования длинных пыльцевых
трубок в целом у культуры тритикале, представленные на рис. 4.53, показали, что
содержание длинных пыльцевых трубок при чужеродном опылении до
экспозиции 60 мин меньше, чем при опылении собственным сортом. Затем оно
возрастает, и к 120 минутам становится значительно больше.
118
Рис. 4.53. Динамика содержания длинных пыльцевых трубок на рыльцах
пестиков белоколосых сортов тритикале при разных способах опыления в целом у
культуры, ( х +НСР05)
Если рассматривать аналогичную картину у пшеницы, то, надо сказать, у
нее она имеет несколько иной вид (рис. 4.18.). По всем срокам опыления (срокам
экспозиции) содержание длинных пыльцевых трубок у нее выше при
самоопылении, при 120 мин существенно. В то время, как у тритикале
собственные микрогаметофиты их образуют больше только в первые 60 мин.
Этим картина у тритикале несколько отличается от пшеницы, и, кроме того, не
имеет аналогий с рожью, в связи с проявлением у данной культуры генов
самонесовместмости.
4.4.4. Динамика содержания коротких пыльцевые трубок в тканях пестиков
тритикале при различных способах опыления
В различных режимах опыления у тритикале по мере увеличения
экспозиции содержание коротких пыльцевых трубок уменьшается (рис. 4.60), как
и предполагалось. Особенностью динамики является то, что это снижение идет
более плавно, чем изменение содержания длинных пыльцевых трубок. В общем,
здесь видна аналогия с пшеницей, так как нет подавления роста пыльцевых
трубок собственных гаметофитов в тканях пестика. У линии 21759/97 меньше
всего
образуется
коротких
пыльцевых
трубок
при
опылении
пыльцой
чужеродного сорта – Presto, а у сорта Гермес – собственной (рис. 4.54, 4.55, 4.56,
4.57, 4.58, 4.59). В целом критерий содержания коротких пыльцевых трубок
119
может оказаться неудачным для описания картины наличия или отсутствия
избирательности оплодотворения у тритикале ввиду того, что различий по нему
между способами опыления не отмечалось.
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.54. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале линии 21759/97 при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
Рис. 4.55. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале линии 21759/97 при разных способах опыления в среднем по
годам. Величины НСР05 не указаны вследствие отсутствия значимых различий
120
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.56. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале Валентина при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
Рис. 4.57. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале Валентина при разных способах опыления в среднем по
годам, Величины НСР05 не указаны вследствие отсутствия значимых различий
2012г.
2013г.
Рис. 4.58. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале сорта Гермеса при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
121
Рис. 4.59. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале Гермес при разных способах опыления в среднем по годам,
( х +НСР05)
Рис. 4.60. Динамика содержания коротких пыльцевых трубок на рыльцах
пестиков белоколосых сортов тритикале при разных способах опыления в целом у
культуры, ( х +НСР05)
4.4.5. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в тканях пестиков
тритикале при разных способах опыления
Рассматривая изменение содержания средних пыльцевых трубок можно
выделить следующее. Для такой группы пыльцевых трубок свойственна
тенденция к снижению их количества, в связи с тем, что они достаточно скоро
становятся длинными. При этом нет ясной картины по каждому сорту в
отдельности, поэтому нет основания судить о предпочтении какой либо пыльцы
(рис.
4.61,
4.62,
4.63,
4.64).
Следовательно,
для
объективной
оценки
избирательности оплодотворения у тритикале, как и у других культур (рожь и
пшеница), показатель «содержание средних пыльцевых трубок» не пригоден. По
этой причине он может быть исключен из обсуждения дальнейших результатов.
122
Рис. 4.61. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале линии 21759/97 при разных способах опыления в среднем по
годам, ( х +НСР05)
Рис. 4.62. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале Валентин при разных способах опыления в среднем по годам,
Величины НСР05 не указаны вследствие отсутствия значимых различий
Рис. 4.63. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале Гермес при разных способах опыления в среднем по годам,
( х +НСР05)
123
Рис. 4.64. Динамика содержания средних пыльцевых трубок в тканях
пестиков белоколосых сортов тритикале при разных способах опыления в целом у
культуры, ( х +НСР05)
4.4.6. Динамика содержания аномальных пыльцевые трубок в тканях
пестиков тритикале при разных способах опыления
Колебания содержания пыльцевых трубок с аномалиями в развитии сильно
зависит от года (рис. 4.65, 4.66, 4.67, 4.68, 4.69, 4.70). Поэтому в нашем случае
трудно проводить сравнение с избирательностью оплодотворения у какого-либо
сорта. Появление пыльцевых трубок с аномалиями происходит независимо от
сорта и способа опыления, комбинации опыления (рис. 4.71), кроме того, с
течением времени их становится все больше. Подобная картина также отмечалась
и у пшеницы, но у нее при опылении пыльцой собственного сорта пыльцевых
трубок с нарушениями в росте появляется меньше, чем при чужеродном
опылении (рис. 4.24). Чего-нибудь похожего с рожью (рис. 4.12) у тритикале
отмечено
не
избирательности
было.
Это,
в
свою
оплодотворения
очередь,
у
подтверждает
тритикале,
отсутствие
связанной
с
самонесовсместимостью, как у ржи. Тритикале занимает, очвидно, какое-то
промежуточное положение по данному показателю, по нему невозможно
проследить какие-либо свидетельства отсутствия или наличия избирательности
оплодотворения у тритикале.
124
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.65. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале линии 21759/97 при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
Рис. 4.66. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в тканях
пестиков тритикале линии 21759/97 при разных способах опыления в среднем по
годам, Величины НСР05 не указаны вследствие отсутствия значимых различий
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.67. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в тканях
пестиков сорта тритикале Валентин при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
125
Рис. 4.68. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в тканях
пестиков сорта тритикале Валентин при разных способах опыления в среднем по
годам. Величины НСР05 не указаны вследствие отсутствия значимых различий
2012 г.
2013 г.
Рис. 4.69. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в тканях
пестиков сорта тритикале Гермес при разных способах опыления, ( х ± t05×S х )
Рис. 4.70. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в тканях
пестиков сорта тритикале Гермес при разных способах опыления в среднем по
годам, Величины НСР05 не указаны вследствие отсутствия значимых различий
126
Рис. 4.71. Динамика содержания аномальных пыльцевых трубок в тканях
пестиков белоколосых сортов тритикале при разных способах опыления в целом у
культуры, ( х +НСР05)
По
результатам
изучения
прогамной
фазы
оплодотворения
у
представленных сортов озимой гексаплоидной тритикале можно сделать
следующие выводы:
1. У образцов тритикале, выступающих в качестве материнских форм, не
выявлено признаков самонесовместимости (подавленного роста собственных
пыльцевых
трубок),
характерной
для
сортов
ржи.
Однако
отсутствие
самонесовместимости не говорит об отсутствии избирательности оплодотворения
у тритикале.
Считается, что появление в посевах спонтанных гибридов может быть
связано с невысокой фертильностью пыльцы, но отразится это может только на
проценте проросших пыльцевых зерен, а не конкуренции и особенностях роста
пыльцевых
трубок.
А
это,
в
свою
очередь,
обусловлено
различным
взаимодействием пыльцевой трубки с тканями проводящего тракта пестика.
2. Изучение избирательности оплодотворения в прогамную фазу показало,
что в большинстве случаев у тритикале показатели этой фазы схожи с пшеницей,
например, по динамике роста пыльцевых трубок. Однако по содержанию
127
длинных пыльцевых трубок с течением времени имеются различия между
опылением собственной пыльцой и чужеродной в пользу последней.
Содержание длинных пыльцевых трубок у тритикале несколько выше при
чужеродном опылении, чем при опылении пыльцой собственного сорта.
Возможно, зависимость избирательности оплодотворения у тритикале от сорта
может быть выражена сильнее, чем у пшеницы. Избирательность оплодотворения
проявлялась у сортообразцов: линии 21759/97 и Гермес. У линии 21759/97
чужеродная пыльца лучше растет в тканях пестиков, а у Гермеса – пыльца
собственного сорта. У сорта Валентин пыльца всех опылителей растет примерно
одинаково (собственной или чужеродной).
3. Наиболее объективными критериями, по которым возможно судить о
наличии или отсутствии избирательности оплодотворения в прогамную фазу
оплодотворения у тритикале являются: средняя длина пыльцевых трубок и доля
длинных пыльцевых трубок.
4.5. Характеристика постгамной фазы оплодотворения у тритикале
Заключение о наличии или отсутствии избирательности оплодотворения у
изучаемых образцов тритикале возможно будет сделать только после анализа
результатов
постгамной
фазы
оплодотворения
на
основании
подсчета
соотношения гибридных и негибридных растений, полученных от опыления
смесью пыльцы. Как уже отмечалось ранее в методике исследования, в смесь
входила пыльца только двух опылителей: собственного сорта и чужеродного (с
маркерными признаками), взятая в равном объеме. Подобранные пары сортов
имели примерно одинаковую по размеру, фертильности и содержанию
водорастворимых веществ пыльцу. Исключение составляет пара: линия 21759/97
и Presto, фертильность последнего сорта оказалась несколько выше, хотя не
намного (3%). У соответствующих пар также совпадали сроки зацветания.
Наличие избирательности оплодотворения будет иметь место тогда, когда в
потомстве от опыления смесью пыльцы кастрированных цветков будет
128
значительное преобладание гибридных или не гибридных растений. Отсутствие,
какого-либо сдвига числа растений от соотношения 1 : 1 служит доказательством
отсутствия избирательности оплодотворения у сорта. И в норме (идеале) это, как
правило, составляет 50/50 (гибридных / негибридных растений). Данные,
представленные в табл.4.8 по анализу потомства от опыления смесью пыльцы,
показывают
наличие
различий
среди
образцов
тритикале.
Отклонения
рассчитывали от соотноршения 1 : 1 числа гибридных и негибридных растений,
используя метод χ2.
Таблица. 4.8
Содержание гибридных растений в потомстве семян, полученных от опыления
белоколосых форм тритикале смесью пыльцы, %
Материнский
белоколосый сорт
Линия 21759/97
Валентин
Гермес
χ2 т
Содержание красноколосых гибридов
2012 г.
2013 г.
в среднем,
2
%
%
χф
%
χ2ф
78,3
22,04
80,7
267,7
79,5
54,0
0,27
57,7
15,29
55,9
27,3
11,4
65,0
76,36
46,4
3,84
3,84
-
χ2ф
14,56
0,51
0,24
3,84
В оба года исследования у линии 21759/97 наблюдалось достоверное
преобладание гибридных растений, связанное с избирательностью чужеродной
пыльцы.
Содержание гибридов в потомстве сорта Валентин в 2012 г. не превышало
существенно норму. В 2013 г. их оказалось значительно больше, чем 50%, а в
среднем по годам выявлены отсутствия преобладания гибридных или не
гибридных растений. Видимо, этот сорт не отдает предпочтение какой-то
определенной пыльце.
У сорта Гермес наблюдаются данные по каждому году совершенно
противоположные. В один год (2012 г.) у него отмечено значительное
преобладание в потомстве негибридных растений, в другой (2013 г.) – гибридных,
и в целом за два года достоверного отклонения от соотношения 1 : 1 не
наблюдается, что говорит об отсутствии избирательности оплодотворения у
данного сорта.
129
В таблице табл. 4.9 приведены основные характеристики прогамной фазы
оплодотворения у тритикале в сравнении с результатами, полученными с
участием тех же самых опылителей, только в постгамную фазу оплодотворения.
Таблица. 4.9
Сравнительная оценка избирательности оплодотворения у сортообразцов
Прогамная фаза
Показатель
Постгамная
фаза
Длина пыльцевой
трубки, мкм
Линия 21759/97
Чужеродная
пыльца
прорастает
быстрее, спустя
60 мин
Чужеродные
длиннее
Доля длинных
пыльцевых трубок,
%
При чужеродном
опылении
выше
Соотношение
растений, %
тритикале в прогамную и постгамную фазы
79,5
Процент
прорастания
пыльцы, %
гибридных
негибридных
Чужеродные
Чужая
пыльца
более
20,5 конкуренто
способна
пыльцевые
зерна
Валентин
Гермес
Собственная
прорастает
интенсивнее
Собственная пыльца и
чужая прорастают
одинаково хорошо
Одинакова с
чужеродной
Собственные длиннее
Одинаков при
разных способах
опыления
При опылении
собственным
сортом выше
55,9
44,1
Избирательность
не
обнаружена
оказались
46,4
53,6
наиболее
Избирательность
не обнаружена
дружными
в
прорастании, чем собственные гаметофиты, на рыльцах линии 21759/97. Они
способны
образовывать
значительно
более
длинные
пыльцевые
трубки.
Содержание такой группы пыльцевых трубок значительно больше при опылении
цветков 21759/97 пыльцой чужеродного сорта. Результаты постгамной фазы
также свидетельствуют в пользу предпочтения пыльцы чужеродного сорта (χ2ф >
χ2т) (табл. 4.7).
У сорта Валентин, несмотря на то, что собственная пыльца прорастает
несколько интенсивнее чужеродных гаметофитов, различий в динамике роста
пыльцевых трубок и содержании длинных пыльцевых трубок не наблюдается.
Это и подтверждает отсутствие избирательности оплодотворения в постгамную
фазу у данного сорта.
130
По степени прорастания пыльцевых зерен у сорта Гермес нет различий
между вариантами опыления. Собственные пыльцевые трубки сорта Гермес
обладают большими размерами по сравнению с чужеродными, а также длинных
пыльцевых трубок образуется в тканях пестика больше при опылении пыльцой
собственного сорта. Таким образом, по сорту Гермес складывается впечатление
некоторого предпочтения пыльцы собственного сорта в прогамную фазу
оплодотворения. Данные, полученные в постгамную фазу оплодотворения в
среднем за два года, выявили отсутствие предпочтения какой-либо пыльцы.
В ходе проведенного сравнения выяснилось, что совпадение результатов
прогамной и постгамной фазы есть у сортообразцов: линии 21759/97 и Валентин.
Наличие избирательности оплодотворения обнаружено у линии 21759/97,
Гермеса, причем у линии 21759/97 отмечается склонность к избирательности
пыльцы чужеродного сорта, а у Гермеса, наоборот, – собственной. Наличие
избирательности чужеродной пыльцы у линии 21759/97 может представлять
значительную опасность при ведении семеноводства с ним, так как этот сорт
обладает значительной склонностью к перекрестному опылению с другими
сортами тритикале.
В процессе проведенной работы выделись два микроморфологических
показателя (средняя длина пыльцевых трубок и процент длинных пыльцевых
трубок), которые нашли подтверждение в постгамную фазу оплодотворения. Это
позволяет
рекомендовать
их
для
изучения
наличия
избирательности
оплодотворения у сортообразцов озимой тритикале (с целью предотвращения
переопыления между сортами озимой гексаплоидной тритикале).
Результаты, полученные по принудительному самоопылению, так же как и
метод определения хазмогамного цветения, не всегда могут дать однозначные
результаты наличия склонности к определенному типу опыления у сортов
тритикале в какую-либо сторону. Это показано как в нашей работе, так и по
литературным данным, так, как эти показатели сильно подвержены влиянию
метеоусловий. Поэтому, используя цитологический метод, можно большей
вероятностью выяснить наличие избирательности оплодотворения у сорта. Даже
131
наличие открытого состояния цветка еще не дает гарантии, что оплодотворение
будет осуществляться пыльцой чужеродных сортов. У озимой тритикале
показатель хазмогамного цветения достигает, по данным нашей работы, довольно
высокого уровня (в среднем около 88 %).
Размеры пыльцевого зерна, содержание водорастворимых веществ и
величина фертильности у подобранных пар сортов не повлияли на проявление
избирательности оплодотворения.
Сорта тритикале, входящие в наше исследование, различаются по наличию
избирательности оплодотворения. Так, для линии 21759/97 и сорта Гермес
характерна избирательность оплодотворения. Линия 21759/97 склонна к выбору
чужеродной пыльцы, а Гермес – собственной. У сорта Валентин не отмечено
признаков предпочтения конкретной пыльцы.
Так как в ходе работы у линии 21759/97 выяснилось наличие предпочтения
чужеродной пыльцы, то для того, чтобы избежать переопыления с другими
сортами тритикале, при ведении селекционных и семеноводческих работ с ней и
аналогичными ей сортообразцами, желательна пространственная изоляция. У
сортов Валентин и Гермес, в связи с отсутствием избирательности чужеродной
пыльцы, потребность в изоляции исключается.
132
ВЫВОДЫ
1. Система торможения роста пыльцевых трубок при «несовместимом»
опылении у ржи проявляется уже спустя 20 минут с момента опыления.
2. В процессе изучения прогамной фазы оплодотворения у ржи выделены
критерии для сортировки всех нормальных пыльцевых трубок на группы на
основании их длины (длинные – 95,2 мкм и более; средние – 49,8-95,2 мкм;
короткие – 49,8 мкм и менее). Объективными параметрами в оценке наличия
избирательности оплодотворения могут быть: средняя длина пыльцевых трубок и
доля длинных пыльцевых трубок.
3. Пыльца материнских и отцовских форм тритикале характеризуется
примерно равными шансами для реализации оплодотворения.
4. У сортов тритикале не обнаружено подавленного роста пыльцевых
трубок, свойственного ржи.
5. В целом прогамная фаза оплодотворения тритикале сходна с пшеницей.
Быстрый рост пыльцевых трубок при различных способах опыления, скорее
всего, зависит от интенсивности обмена веществ между пыльцевой трубкой и
тканями пестика.
6. Сравнительный анализ прогамной и постгамной фаз оплодотворения
показал
неоднородность
среди
трех
изученных
сортов
тритикале
по
избирательности оплодотворения: в тканях пестиков линии 21759/97 лучше росла
чужеродная пыльца, Гермеса – собственная, у сорта Валентин избирательности не
обнаружено.
133
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для выявления наличия или отсутствия избирательности оплодотворения
предлагается использовать микроморфологические показатели прогамной фазы
оплодотворения: длину пыльцевой трубки и долю длинных пыльцевых трубок
образовавшихся в тканях пестика.
2. В целях оптимизации селекционных и семеноводческих работ с такими
сортобразцами,
как
линия
21759/97,
требуется
соблюдение
нормы
пространственной изоляции. Для сортов Валентин, Гермес и аналогичных им это
правило не обязательно.
134
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамова, З. В. Генетическая система размножения у тритикале / З. В.
Абрамова, Н. Д. Тихенко // С.-х. Биология, 1985. – Ч.4. – С. 45-52.
2. Абрамова, З. В. Генетическая система размножения у тритикале
различной геномной структуры, имеющих цитоплазму пшеницы и ржи / З. В.
Абрамова, Н. Д. Тихенко // Тезисы докладов 5 Съезда Всесоюзного общества
генетиков и селекционеров. –Т.4. –Ч. 3. – 1986.– С. 8-9.
3. Абрамова, З. В. Жизнеспособность пыльцы пшеницы в зависимости от
способа хранения. / З. В. Абрамова // Зап. Ленинград. с-х. ин-т. – Т. 105, 1966. – С.
30.
4. Авакян, А.А. Управлять развитием растительных организмов / А. А.
Авакян //Яровизация. – № 6, 1938. – С. 6.
5. Анохина, Т. А. К использованию эффекта гетерозиса в селекции гречихи
/ Т. А. Анохина, Е. Д. Горина // Генетика, селекция, семеноводство и
возделывание крупяных культур. – 1987. – С. 46-53.
6. Асыка, Ю. А. К вопросу о селекции кукурузы (в связи с созданием
сортов-популяций силосной кукурузы. / Ю. А. Асыка // Кукуруза и сорго. – 2007.
– N. 3. – С. 2-7.
7. Бабаджанян, Г. А. Цветение, опыление и оплодотворение пшеницы / Г.
А. Бабаджанян – Ереван: Изд. АН. Армян СССР, 1955.
8. Баженов, М.С. Изучение образцов озимой тритикале на наличие
хромосомных замещений и их связь с устойчивостью к прорастанию на корню /
М.С. Баженов, М.Г. Дивашук, В.В. Пыльнев, Г.И. Карлов, В.С. Рубец // Известия
ТСХА. – М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2011. – Вып. 2. – С. 20-26.
9. Батитян, Г. Г. К вопросу об избирательности оплодотворения сахарной и
столовой свеклы / Г. Г. Батитян, Б. А. Костанян // Известия АН Арм. СССР. –
1956. – Т. 9. – №. 1. – С. 8.
135
10. Батыгина, Т. Б. Процесс оплодотворения при отдаленной гибридизации в
роде Triticum / Т. Б. Батыгина // Ботанический журнал. – 1966. –Т. 51. – №. 10. – С.
12-16.
11. Бекузарова, С. А. О селективности оплодотворения у клевера лугового /
С. А. Бекузарова, Б. К. Мансуров, М. М.Папина // Селекция и семеноводство. – №
2. – 1987. – С. 14.
12. Бережко, С. Т. Роль величины пыльцевых зерен в избирательности
оплодотворения тетраплоидной и диплоидной сахарной свеклы / С. Т. Бережко, Л.
Н. Чемерис // Сб. науч. Тр. Цитогенетические и цитоэмбриологические
исследования в селекции сахарной свеклы. – 1988. – С. 120.
13. Бирюкович, Т. В. Метод свободного переопыления при создании сорта
диплоидной ржи Бирюза (Белоруссия). / Бирюкович Т. В., Урбан Э. П. //
Мелиорация переувлажненных земель, – 2006. – № 2. – С. 94-97.
14. Бобрышев, Ф. И. Повышение эффективности межсортовой гибридизации
озимой пшеницы с использованием мутантных линий / Ф. И. Бобрышев, В. И.
Костин, А. Е. Зубов, Н. С. Эйгес // Генетики и селекционеры Ставрополья –
производству. Ставрополь. – 1990. – С. 14-17.
15. Богомолов, А. М. Создание короткостебельной диплоидной озимой ржи
методом популяционной селекции / А. М. Богомолов, М. А. Богданова // Селекция
сортов с.-х. культур интенсивного типа. Горки. – 1989 – С. 19-23.
16. Бочкова,
А.
Д.
Избирательность
оплодотворения
и
конкурентоспособность пыльцы самоопыленных линий подсолнечника / А. Д.
Бочкова, В. А. Камардин, О. В. Пивненко // Масличные культуры Научнотехнический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института
масличных культур. – 2012. Вып. 1/150 – 2012. – С.12.
17. Бритиков, Е. А. К физиолого-биохимическому анализу прорастания
пыльцы и роста пыльцевых трубок в тканях пестика / Е. А. Бритиков // Труды
института физиологии растений АН. СССР. –1954. – Т. 8. – Вып. 2. – С. 5.
136
18. Бритиков, Е. А. О некоторых особенностях прорастания пыльцы и роста
пыльцевых трубок в тканях пестика / Е. А. Бритиков // Известия А.Н. – 1953. – №
1. Сер. Биология. – С. 6.
19. Васильева, Г. К. Пути создания высокопродуктивных сортов люцерны /
Г. К. Васильева // Сб. науч. тр. Киргизкий науч.-исслед. технологический ин-т
пастбищ и кормов. – 1985. – Т. 5. – С. 63-70.
20. Виллемсе, М. Т. М. Женский гаметофит / М. Т. М. Виллемсе, Дж. Л. Ван
Вент // Эмбриология растений – М.: Агропромиздат. – 1990. Т. 1. – С. 184.
21. Вишнякова, М. А. Исследование прогамной фазы оплодотворения у
люцерны в связи с самонесовместимостью / М. А. Вишнякова // Труды по
прикладной ботанике, генетике и селекции. Л. – 1986. – № 99.– С. 17-22.
22. Вишнякова, М. А. Рост пыльцевых трубок в пестиках цветка яблони
(Malus domestica Borkn.) в связи с самонесовместимостью / М. А. Вишнякова //
Бюллетень ВИР. – 1987. – С. 34-38.
23. Вишнякова,
М.
А.
Структурно-функциональные
основы
самонесовместимости цветковых растений / М. А. Вишнякова // Ботанический
журнал. – 1989. – Т. 74– № 2.– С. 17-22.
24. Вишнякова, М. А. Структурные и функциональные особенности
несовместимости растений: автореф. дис. … д-ра биол. наук: М. А. Вишнякова. –
Санкт-Петербург, – 1994. – С. 8-29.
25. Войня Раду, Избирательность оплодотворения у яровой пшеницы: дис.
…канд. биол. наук: Войня Раду. – М., 1956. – 144 с.
26. Воскобойник,
Л.К.
Возможности
использования
селективности
оплодотворения в гетерозисной селекции подсолничника / Л.К. Воскобойник,
П.И. Ткаченко // Науч. Тех. бюллетень ВНИИ масличных культур. – 1983. –Т. 83.
– С. 7-9.
27. Герасимова-Навашина, Е. Ч. Оплодотворение у покрытосеменных / Е. Ч.
Герасимова-Навашина // Сб. науч. тр. по прикладной ботанике, генетике и
селекции. – ВИР. – 1986. – Т. 99. – С. 97-100.
137
28. Головин, В. П. Селективность оплодотворения у линий кукурузы
обычного и гаплоидного происхождения и гибридов (Использование гаплоидного
апомиксиса) / В. П. Головин // Материалы III-й Международной конференции по
селекции, технологии возделывания и переработки нетрадиционных растений. –
Симферополь. – 1994. – С. 101.
29. Гончаров, С. В. Новый подход в селекции тритикале (Межсортовая и
межродовая гибридизация) / С. В. Гончаров // Генетика. – 1994. –Т. 30. – С. 83.
30. Гончарова, Ю. К. Генетика признаков, связанных с аллогамией риса:
автореф. дис. … канд. биол. наук: Ю. К. Гончарова. – М., – 1996. – 17 с.
31. Горин, А.П. Биология цветения и естественной гибридизации у
пшеницы:
Диссертация
на
соискание
ученой
степени
доктора
сельскохозяйственных наук. – М., 1950. – 295 с.
32. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к
использованию. Официальное издание. – М., 2015.
33. Грабовец,
А.
И.
Селекционно-генетические
особенности
высоко
адаптивных сортов пшеницы и тритикале в условиях изменяющегося климата / А.
И. Грабовец, М. А. Фоменко, А. В. Крохмаль, В. П. Кадушкина // Труды по
прикладной ботанике, генетике и селекции / ВНИИР им. Вавилова – СанктПетербург, 2009. – Т. 166. – С. 512-519.
34. Гриб, С. И. О норме пространственной изоляции в семеноводстве
озимого тритикале / С. И. Гриб, М. Н. Дубовик // Селекция и семеноводство. –
1993. – № 3. – С. 61-62.
35. Диакону И. Петре, Морфологическое изучение гибридов кукурузы по
этапам органогенеза и изменения в пыльце при ее хранении: дис. … канд. биол.
наук.: Диакону И. Петре. – М. 1962. – 171 с.
36. Долгушин, Д. А. О некоторых особенностях процесса оплодотворения у
растений. / Д. А. Долгушин // Агробиология. – № 3. – С. 19-46.
37. Дорофеев, В. Ф. Цветение, опыление и гибридизация растений / В. Ф.
Дорофеев, Ю. П. Лаптев, И. М. Чекалин. – М.: Агропромиздат, – 1990. – 145 с.
38. Доспехов, Б. Д. Методика полевого опыта. – М.: Колос, 1973. – 336 с.
138
39. Дубовик, М. Н. Семеноводство озимой тритикале в связи с характером
опыления / Дубовик М.Н., Гриб С.И. // Стратегии и новые методы в селекции и
семеноводстве культур. Минск, 1994. – С. 23.
40. Дударева, О. В. Биологические особенности репродуктивной системы
тритикале и их использование в селекции на озерненность: дис. … канд. с.-х.
наук: 06.01.05 / Дударева Оксана Вячеславовна. – Брянск, 2005. – 18 с.
41. Дутова Л. И. Избирательность оплодотворения вишни различными
видами рода Cerasus (при гибридизации) / Л. И. Дутова, Е. А. Скрипкина, Е. В.
Ульяновская // Совершенствование ассортимента и технологии возделывания
косточковых культур. – Орел, 1998. – С. 53-55.
42. Душкевич, С. В. Изучение гибридов тритикале с пшеницей / С. В.
Душкевич // Селекция, защита растений и агротехника пшеницы, ячменя и
тритикале. – 1987. – С. 13-17.
43. Душкевич, С. В. Некоторые закономерности скрещивания тритикале с
различными видами пшеницы / С. В. Душкевич // Результаты селекционногенетических исследований полевых культур – 1984. – С. 58-62.
44. Дыбо, Т. Е. Особенности подбора исходного материала для создания
скороспелых сортов гречихи / Т. Е. Дыбо // Современные проблемы генетики и
селекции. – Минск, 1995. – С. 24.
45. Дяченко, В. К. Исходный материал, методы и результаты селекции
летней редьки / В. К. Дяченко, Т. К. Горовая // Овощеводство и бахчеводство. –
1990. – Т. 36. – С. 69 -73.
46. Егикян, А. А. Избирательная способность оплодотворения у кукурузы
при различных количественных соотношениях компонентов смеси пыльцы / А. А
Егикян // Известия АН Арм. СССР. – 1953. – Т. 6. – №. 8. – С. 12.
47. Захарова, Е. В. Гормональная регуляция прорастания и роста мужского
гаметофита петунии / Е. В. Захарова, И. В. Скоробогатова, А. С. Воронков, А. В.
Ковалева // Доклады ТСХА – М.: РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2010. – Т.
282. –№ 1. – С. 266-269.
139
48. Захарова, Е. В. Гормональный баланс системы пыльца-пестик петунии в
прогамной фазе оплодотворения: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03. 00.12. Е.
В. Захарова. М., 2002. – С. 4-11.
49. Зыкин, В. А. Биология цветения и оплодотворения / В. А. Зыкин, А. Х.
Шакирзянов // Гибридизация – основа реконбинантной селекции растений. –
2001. – С. 4-11.
50. Инструкция по апробации сортовых посевов. Часть 1 (зерновые,
крупяные,
зернобобовые,
масличные
и
прядильные
культуры).
М.:
ВНИИТЭИагропром, 1996. 84 с.
51. Казимиро, Х. К. Биологические особенности новых форм тритикале
различного генетического происхождения: 06.01.05. автореф. дис. … канд. с-х.
наук: Х. К. Казимиро. – Горки, 1989. –22 с.
52. Карапетян, М. М. К вопросу опыления озимых гексаплоидных
тритикале. Интенсивные технологии возделывания полевых культур в зональных
системах земледелия / Карапетян // Сборник научных трудов ЭЧМидин. – 1988. –
С. 52-53.
53. Карпачев, В. В. Биология цветения и инцухт-толерантность тритикале /
В. В. Карпачев, В. Е. Шевченко // Сб. науч. тр.: Научные основы селекции
сельскохозяйственных культур в ЦРЗ. Каменная степь. – 1985. – С. 38-50.
54. Ковалев, И. А. Возделывание, селекция и семеноводство фуражной и
семенной люцерны Хореземской области. / И. А. Ковалев, // Тр. Каракалп. НИИ
земледелия. – 1988. – Т. 8. – № 2. – С. 19-20.
55. Ковалева, Л. В. Ауксин и флавоноиды в прогамной фазе оплодотворения
у петунии / Л. В. Ковалева, Е. В. Захарова, Ю. В. Минкина // Физиология
растений. – 2007. – Т. 54. – № 3. – С. 449-454.
56. Ковалева, Л. В. Гаметофитно-спорофитные взаимодействия в системе
пыльца – пестик / Л. В. Ковалева, Е. В. Захарова, И. В. Скоробогатова, Н. П.
Карсункина // Фиология растений. – 2002 – Т. 49. – №. 4. – С. 549-552.
57. Ковалева, Л. В. Роль этилена в регуляции гаметофитно-спорофитных
взаимодействий в прогамной фазе оплодотворения у петунии (Petunia hybrida L.) /
140
Л. В. Ковалева, Г. В. Тимофеева, Г. Б. Родионова, Е. В. Захарова, В. Ю. Ракитин //
Онтогенез. – 2013. – Т. 44. – №. 2. – С. 91-100.
58. Ковалева, Л. В. Флавоноиды в прогамной фазе оплодотворения у
петунии. Устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды / Л. В.
Ковалева, Ю. В. Минкина, Е. В. Захарова // Сиб. ин-т. Физиологии и биохимии
растений. – 2009. – С. 224-227.
59. Коваленко,
В.
И.
Роль
систем
размножения
в
поддержании
генетического полиморфизма популяции / В. И. Коваленко, В. К. Шумный // Сб.
научных трудов по прикладной ботанике, генетике и селекции. Проблемы
опыления и оплодотворения у растений. – 1986. – Т. 99. – С. 12.
60. Козлов, Н. Е. Оценка перекрестной плодовитости сортов яблони по
содержания флавоноидов в генеративной сфере цветков: дис. … канд. с.-х. наук:
06.01.05 / Козлов Николай Евгеньевич. – Мичуринск, 2012. – 22 с.
61. Козлов, Н. Е. Факторы, ограничивающие самоплодность и перекрестную
совместимость яблони / Н. Е. Козлов // Материалы 63-ой научно-практической
конференции Студентов и аспирантов. – Мичуринский Государственный
Аграрный Университет, 2011. – Разд. 2 – С. 30-35.
62. Колягин, Ю. С. Особенности процесса цветения и гибридизации проса
(Panicum miliaceum L.) в условиях центрального Черноземья / Ю. С. Колягин //
Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2012. Вып. 2.
– № 33. – С. 58.
63. Комаров Н.М. Генеративная система тритикале и особенности селекции
этой культуры / Н. М. Комаров, Н. И. Соколенко, В. П. Леонова //Состояние и
перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального
округа. – Ставропольский ГАУ, 2008. – С. 30-35.
64. Комаров,
Н.
М.
Некоторые
аспекты
организации
селекции
и
семеноводства тритикале в связи с его генеративной сферой / Н. М. Комаров, Н.
И. Соколенко // Тритикале России. – Ростов на Дону. – 2000. – С. 80-84.
141
65. Кондрашова, К. В. Изучение потомства от различных вариантов
самоопыления у яблони / К. В. Кондрашова // Вопросы интенсификации
садоводства в Центрально – Черноземной зоне, 1985. – С. 185-191.
66. Кордюм, Е. Л. Двойное оплодотворение у цветковых растений: 18982008 / Е. Л. Кордюм // Цитология и генетика. – № 3. – 2008. – С. 12- 13.
67. Корнеева,
М.
А.
Пыльнеобразовательная
способность
исходных
популяций и созданных на их основе линий сахарной свеклы. / М. А. Корнеева, И.
Я. Балков // Сборник науч. трудов. Цитогенетические и цитоэмбриологические
исследования в селекции сахарной свеклы. – 1988. – С. 148-149.
68. Кривенко, А. А. Биология цветения и адаптивная изменчивость пшеницы
и тритикале: автореф. дис. … канд. биол. наук: Кривенко Алла Александровна. –
Харьков, 1986. – 16 с.
69. Кубова, А. П. Влияние гербицидов на пыльцевую продуктивность
отцовских форм и качество опыления материнских початков кукурузы. / А. П.
Кубова, В. П. Малаканова, А. С. Очнев, Д. В. Ломовской // Материалы
Всероссийской научно - практической конференции молодых ученых 6-7 февраля
«Повышение эффективности растениеводства и животноводства – путь к
рентабельному производству» посвященная памяти Р.Г. Гареева. – Казань, 2008. –
С. 267.
70. Кульбий, А. И. Отдаленная гибридизация в селекции пшеницы / А. И.
Кульбий, Р. Е. Шестопалова // Биологические и агротехнические основы
выращивания зерновых и зернобобовых культур на юге Украины, 1984. – С. 1922.
71. Куркиев, У. К. Особенности оплодотворения и завязываемости зерен
тритикале в условиях южного Дагестана / У. К. Куркиев, К. У. Куркиев //
Материалы Всероссийской науч. конф. «Ботанические исследования в Поволжье
и на Урале», посвященной 50-летию Ботанического сада СГУ им. И. Г.
Чернышевского. Бюллетень Саратовского Гос. Ун-та. – Саратов, 2006. – № 5. – С.
316-319.
142
72. Кухарчик, Н.В. Прогамная совместимость и фертильность женского
спорофита двух перспективных гибридов черешни / Н. В. Кухарчик //
Плодоводство Белорус. НИИ плодоводства. – 1999. – Т. 12. – С. 33-36.
73. Лапина, М. Ш. Выявление селекционного потенциала исходных
родительских форм при создании синтетического сорта люцерны / М. Ш. Лапина
// Селекция и семеноводство с.х. культур в Татарской АССР. – Казань, 1984. – С.
104-110.
74. Лысенко,
В.Ф.
Жизнеспособность
репродуктивных
органов
и
селективность оплодотворения у форм кукурузы апомиктического и обычного
происхождения и теосинте / И.Ф. Лысенко // Тезисы докладов 7-го съезда
всесоюзного ботанического общества. – Донецк, 1983. – С. 262-263.
75. Лю
Да-Цзюнь,
Избирательность
оплодотворения
в
связи
с
физиологической характеристикой пыльцы и рылец у яровой пшеницы: автореф.
дис. … канд. биол. наук: Лю Да-Цзюнь. – М., 1959. – 153 с.
76. Медведева, А. С. Избирательность оплодотворения у столовой и
сахарной свеклы / А.С. Медведева // Общая биология. – 1956. – Т. 17. – №. 5. – С.
8.
77. Митрошина, О. В. Влияние содержания водорастворимых веществ и
фертильности
пыльцы
на
избирательность
оплодотворения
у
озимой
гексаплоидной тритикале / О. В. Митрошина, В. С. Рубец // Сборник тезисов
участников Межд. науч. конф. молодых ученых и специалистов, посвященная
созданию объединенного аграрного вуза в Москве. – М.: РГАУ-МСХА им. К.А.
Тимирязева, 2014.
78. Митрошина,
О.
В.
Избирательность
оплодотворения
у
озимой
гексаплоидной тритикале и способы ее определения. / О. В. Митрошина //
Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ2014» / Отв. Ред. А.И. Андреев, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. [Электронный
ресурс] – М.: МАКС Пресс, 2014. – 1 электрон. опт. диск (DVD-ROM); 12 см. –
Систем. требования: ПК с процессором 486+; Windows 95; дисковод DVD-ROM;
Adobe Acrobat Reader. ISBN 978-5-317-04715-3
143
79. Модилевский, С. Я. Проблема оплодотворения цветковых растений / С.
Я. Модилевский // Природа. – № 10. – 1953. – C. 8.
80. Молодцов, М. А. Определение водорастворимых веществ пыльцы
растений весовым методом с помощью стеклянных фильтров (на примере ряда
сортов яблони) / М. А. Молодцов, Н. Е. Козлов, В. Ф. Палфитов // Биологические
основы садоводства и овощеводства. Мичуринский ГАУ. – 2010. – С. 227-230.
81. Молчан, И. М. Половые типы растений и несовместимость гречихи. / И.
М. Молчан // Сборник науч. Трудов. Повышение урожайности и качества
крупяных культур методами селекции и технологии возделывания. – 1985. – С. 51.
82. Мухин,
Н.
Д.
Эффективность
селекции
озимой
ржи
на
короткостебельность и продуктивность / Н. Д. Мухин, В. Ч. Рубан, В. А.
Лаврукович, Г. Л. Лопатко, С. Д Лаврукович // Тезисы докладов 5 съезда
Белорусского общества генетиков и селекционеров. – Ч. 1. – Горки, 1986. – С. 9394.
83. Найденович, В. А. Создание адаптивных сортов люцерны с повышенной
семенной продуктивностью / В. А. Найденович, Р. И. Найденович, М. П. Малютов
// Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальными
изменениями климата. – Саратов.: НИИСХ Юго-Востока. – 2004. – С. 174-179.
84. Никитина, Е. А. Некоторые результаты изучения биологии опыления
озимой гексаплоидной тритикале / Е. А. Никитина, В. В. Пыльнев, В. С. Рубец //
Докл. ТСХА – М.: РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2011. – с. 178-183.
85. Никитина, Е. А. Особенности опыления сортов озимой гексаплоидной
тритикале / Е. А. Никитина, В. В. Пыльнев, В. С. Рубец // АГРО XXI. – 2011. – №
7-9. – С. 11-13.
86. Нокс, Р. Б. Биология пыльцы / Р. Б. Нокс: Пер. с англ. М.:
Агропромиздат, 1985. – 83 с.
87. Оганесян, С. Г. Об избирательности оплодотворения у пшеницы в свете
учения И. В. Мичурина / С. Г. Оганесян // АН. Арм. СССР. – Т. 8. – № 10. – 1955.
88. Омаров, Д. С. Биологические особенности цветения и оплодотворения у
тритикале в связи с семеноводством / Д. С. Омаров, Б. У. Исмаилов, С. Ш.
144
Омарова // Генетические ресурсы и интродукция кормовых и пищевых растений в
Дагестане. – Махачкала, 1988. – С. 39-46.
89. Орлов, С. Д. Избирательность оплодотворения и продуктивность
гибридов / С. Д. Орлов // Сахарная свекла, 2001. – № 6.– С. 19.
90. Палфитов, В. Ф. Биохимическое прогнозирование свойств яблони. / В. Ф.
Палфитов // Тр. Ученых Мичурин. ГАУ, 2005. – С. 63-73.
91. Палфитов, В. Ф. Склонность сортов яблони к самоплодности / В. Ф.
Палфитов. – М.: Аграрная наука, 2003. – № 4. – С. 4.
92. Палфитов, В. Ф. Весовое определение водорастворимых веществ в
пыльце растений (К разработке методики оценки перекрестной плодовитости и
самоплодности сортов на примере сортов яблони) / В. Ф. Палфитов, Т. В.
Ермачкова // Вестник Мичуринского ГАУ, 2008. – № 2. – С. 120-122.
93. Палфитов, В. Ф. Диагностика самоплодности и силы роста яблони / В. Ф.
Палфитов. – Мичуринск: Мичуринкий ГАУ, 2003. – 198 с.
94. Палфитов, В. Ф. Эндогенные факторы совместимости сортов яблони при
опылении / В. Ф. Палфитов // Вест. Мичуринского ГАУ. – Мичуринск, 2010. –
№2. – С. 41-46.
95. Палфитов, В. Ф. О влиянии флавоноидов пыльцы и пестиков на
совместимость сортов яблони при опылении / Палфитов В.Ф., Козлов Н.Е //
Мичуринский Государственный университет. – 2010. – С. 41-44.
96. Паушева, З. П. Практикум по цитологии растений / З.П. Паушева. – М.:
Агропромиздат, 1988. – 271 с.
97. Плотникова, Н. П. Основные направления и перспективы селекционной
работы по озимой ржи / Н. П. Плотникова // Селекция и семеноводство на Севере
Западной Сибири. – 1985. – С. 14-26.
98. Поддубная-Арнольди, В. А. Ускоренные приемы микроскопических
исследований на фиксированном материале / В. А. Поддубная-Арнольди // Бюл.
Гл. Бот. Сада РАН СССР, 1954. – Вып. 18. – С. 95.
99. Поддубная-Арнольди, В. А. Гистохимическое исследование пыльцы и
пыльцевых трубок некоторых покрытосеменных растений / В. А. Поддубная-
145
Арнольди, Н. В. Цингер // Труды Главного Ботанического Сада АН СССР. – Т. 8.
М. – 1961.
100. Поддубная-Арнольди, В. А. Общая эмбриология покрытосеменных
растений / В. А. Поддубная-Арнольди. – М.: Наука, 1964. – 55 с.
101. Подкуйченко, Г. В. Избирательность оплодотворения у клещевины при
поликроссах / Г. В. Подкуйченко // Сб. науч. Труд. По приклад. Ботанике,
генетике и селекции. – ВИР, 1987. – Т. 113. – С. 90-96.
102. Поляков, И. М. Влияние количественных соотношений пыльцы разных
сортов в пыльцесмесях на избирательность оплодотворения у табака и махорки /
И. М. Поляков, П. В. Михайлова // Общая биология, 1950. – Т.11. – № 2. – C. 5.
103. Поляков, И. М. Изменение физиологических свойств тканей пестика в
процессе опыления пыльцесмесями / И. М. Поляков // Докл. АН СССР. – 1950. –
Т. СХХI. – №. 1. С. 45.
104. Поляков, И. М. О множественном характере оплодотворения / И. М.
Поляков // В кн.: Мичуринское учение на службе народу. – Вып. 1. – М.:
Сельхозгиз, 1955. – С. 23.
105. Пономарев, С.Н. Роль селекции в создании специализированных сортов
озимой ржи. Земледелие, растениеводство, селекция, настоящее и будущее / С. Н.
Пономарев, М. Л. Пономарева, Г. С. Маннапова // Селекция и семеноводство. –
2012. – Т. 2. – С. 151-153.
106. Пугачева, Т. И. К методам селекции / Т. И. Пугачева // Земледелие и
растениеводство в БССР. – 1988. – С. 53.
107. Пугачева, Т. И. Особенности системы воспроизводства и пути
улучшения тритикале / Т. И. Пугачева, В. А. Василевская // Селекция и
Семеноводство. – 1985. – Т. 1. С. 15-16.
108. Пухальский, В. А. О влиянии качества пыльцы на завязываемость зерен
у пшеницы при парных скрещиваниях / В. А. Пухальский, Н. Б. Ронис // Доклады
ТСХА. – 1966. – Т. 126. С. 69-72.
109. Пухальский, В. А. Селективное оплодотворение у пшеницы / В. А.
Пухальский, Н. Б. Ронис // С-Х. биология. – 1970. – №. 3. С. 438-440.
146
110. Пухальский, В. А. О физиологических предпосылках селективного
оплодотворения у пшеницы / В. А. Пухальский, Н. Б. Ронис // С-Х. биология. –
1973. – №. 4. С. 503-506.
111. Пухальский, В. А. О селективном оплодотворении у пшеницы / В. А.
Пухальский, Н. Б. Ронис, Н.Ф. Аникеева // Селекция и семеноводство. – 1978. –
№. 3. С. 18-20.
112. Ронис, Н. Б. Селективное оплодотворение у мягкой яровой пшеницы
(Tr. aestivum L.): дис. … канд. биол. наук: Ронис Надежда Борисовна. – М., 1971. –
150 с.
113. Пыльнев, В. М. Избирательность оплодотворения у яровой пшеницы в
связи с физиолого-биохимической разнокачественностью пыльцы: дис. … канд.
биол. наук: Пыльнев Валентин Михайлович. – М., 1963. – 165 с.
114. Райки Шандер, Методы повышения жизненности у ржи: дис. … канд.
биол. наук: – М., 1995. – 131 с.
115. Рубец, В. С. Влияние веществ цветковых и колосковых чешуй
тритикале на предуборочное прорастание зерен в колосе / В. С. Рубец, О. В.
Митрошина, В. В. Пыльнев // Актуальные вопросы образования и науки: Сб. науч.
тр. по материалам Межд. науч. конф. – Ч. 5. – Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес –
Наука – Общество», 2014. – С. 122-126.
116. Рубец, В. С. Особенности опыления сортов гексаплоидной озимой
тритикале / В. С. Рубец, Е. А.Никитина, В. В. Пыльнев // Агро XXI. – М., 2011. –
№ 7-9. – С. 11-13.
117. Рубец, В. С. Спонтанное перекрестное опыление озимой гексаплоидной
тритикале / В. С. Рубец, В. В. Пыльнев, О. В. Митрошина, А. В. Широколава //
Известия ТСХА. – М.: Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2013. – Вып. 4.
– С. 32-47.
118. Рубец,
В.
С.
Влияние
водорастворимых
веществ
пыльцы
на
избирательность оплодотворения тритикале / В. С. Рубец, О. В. Митрошина, В. В.
Пыльнев // Сб. науч. трудов по материалам Межд. науч. конф. «Актуальные
вопросы образования и науки». – Ч. 5. – Тамбов, 2013. – С. 127-131.
147
119. Рубец, В. С. Избирательность оплодотворения как возможная причина
биологического засорения семеноводческих посевов тритикале / В. С. Рубец, О. В.
Митрошина, В. В. Пыльнев // Агробiологiя. – Збiрник наукових праць. – № 11
(104). – Бiла Церква, 2013 – С. 5-8.
120. Рубец, В. С. Некоторые результаты изучения прогамной фазы
оплодотворения озимой гексаплоидной тритикале / В. С. Рубец, О. В. Митрошина,
В. В. Пыльнев // Материалы Международной научно- практич. конф-и
«Тритикале и его роль в условиях нарастания аридности климата» и секции
тритикале отд-я растениеводства РАСХН. – Вып. 5. – Ростов-на-Дону, 2012. – С.
87-91.
121. Рубец, В.С. Особенности биологии цетения озимой гексаплоидной
тритикале в ЦРНЗ / В.С. Рубец, О.В. Митрошина, В.В. Пыльнев // Вавиловские
чтения – 2014»: Сб. статей Межд. науч.-практ. конф., посвященной 127-й
годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. Саратов, 2014. – С. 142144.
122. Рубец, В. С. Особенности избирательности оплодотворения у тритикале
(Triticoseсale Wittm.) / В. С. Рубец, О. В. Митрошина, В. В. Пыльнев // Известия
ТСХА. – Вып. 6. – М.: Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2014. – С. 15-37.
123. Рубец, В.С. Результаты изучения спонтанного перекрестного опыления
озимой гексаплоидной тритикале / В.С. Рубец, О.В. Митрошина, В.В. Пыльнев //
Известия ТСХА. – № 2. – М.: Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2012. –
С. 162-164.
124. Рудницкий, Н. В. О межсортовом переопылении ржи / Н. В. Рудницкий,
А. Я. Глухих // Яровизация. –1941. – №2. – С. 5.
125. Саркисян,
Н.
С.
Избирательность
оплодотворения
и
явление
константного воспроизведения у пшеницы / Н. С. Саркисян // Общая биология. –
1957. – Т. 14. – №. 2. – С. 10.
126. Серый, А. П. К изучению характера цветения и селективности
оплодотворения автополиплоидных линий кукурузы. / А. П. Серый, В. П. Головин
// Теоретические основы селекции. – 1985. – С. 182-186.
148
127. Сечняк, Л. К. Тритикале / Л. К. Сечняк, Ю. Г. Сулима. – М.: Колос,
1984. – 362 с.
128. Симинел, В. Д. Особенности биологии цветения, опыления и
оплодотворения тритикале / В. Д. Симинел, О. С. Кильчевская. – Штиинца, 1984.
– 150 с.
129. Симонгулян, И. Г. Характер избирательности при скрещиваниях
хлопчатника / И. Г. Симонгулян // АН Уз. СССР. – 1956. – № 1. – С. 26.
130. Соболев, В. А. Однократный инцухт и элементы продуктивности у
озимого тритикале / В. А. Соболев // Селекция и семеноводство и технология
возделывания кормовых культур. – Ставрополь. – 2001.– С. 78-80.
131. Соколенко, Н. И. Применение внутривидовой гибридизации в селекции
тритикале / Н. И. Соколенко, Н.М. Комаров // Проблемы создания новых видов
культурных растений методом отдаленной гибридизации. – 1987. – С. 47-54.
132. Справочник
агронома
по
сельскохозяйственной
метеорологии
/
Составители: д-р геогр. наук А.П. Федосеев, канд. геогр. наук В. М. Пасов //
Ленинград: Гидрометеоиздат, 1986. – 527 с.
133. Ставнийчук, В. Г. Адаптивный характер продолжительности и
динамики открытого цветения колоса озимых гексаплоидных тритикале / В. Г.
Ставнийчук // Биология и агротехника зерновых культур в условиях интенсивного
с.-х. производства. – 1983. – С. 23-31.
134. Ставнийчук, В. Г. Полиморфизм озимых первичных гексаплоидных
тритикале по типу цветения / В. Г. Ставнийчук, Н. Г. Максимов, Ю. Г. Сулима //
Генетические основы селекции зерновых, зернобобовых, крупяных, технических,
кормовых, овощных и многолетних культур. Тезисы докладов 5 съезда генетиков
и селекционеров Украины. – Киев, 1986. – С. 52-53.
135. Ставнийчук, В. Г. Онтогенетический характер хазмогамного цветения
колоса и продолжительность открытого состояния цветковых чешуй у вторичных
озимых гексаплоидных тритикале / В. Г. Ставнийчук // Сб. науч. трудов. Биология
и агротехника зерновых культур в условиях интенсивного с/х производства. –
1987. – С. 13-15.
149
136. Сулига, Е. М. Изучение типов опыления и суточной ритмики некоторых
луговых злаков Балашовского района / Е. М. Сулига // Межвузовский Сб. науч.
трудов. Структура, состояние и охрана экосистем Прихоперья. – 2006. – С. 73.
137. Суриков, И. М. Контролирующие механизмы полового размножения
растений при внутривидовых и межвидовых опылениях / И. М. Суриков // Тезисы
докладов конференции 23-25 мая 1989 года. Частная генетика растений. – Ин-т
физиологии растений и генетики АН УССР. – 1989. – С. 88.
138. Суриков, И. М. Несовместимость и эмбриональная стерильность
растений / И. М. Суриков. – М: Агропромиздат. – 1991. – С. 220.
139. Тер-Аванесян Опыление и наследственная изменчивость / ТерАванесян. – М: Советская наука, 1957. – С. 45.
140. Тимофеев, В. Б. Гибридизация тритикале с пшеницей в селекции
тритикале / В. Б.Тимофеев, В. А. Филобок // Селекция и генетика пшеницы. –
1985. – С. 75-83.
141. Тимофеева,
Г.
В.
Гормональная
регуляция
прогамной
фазы
оплодотворения у петунии (Petunia hybrida L.): автореф. дис. … канд. биол. наук:
03.00.12. – М., – 2005. – 25 с.
142. Тихенко Н. Д. Строение мужского гаметофита и прогамная фаза
оплодотворения у тритикале различного уровня плоидности. Проблемы опыления
и оплодотворенияу растений / Н. Д. Тихенко // Сб. науч. Трудов по прикладной
ботанике, генетике и селекции. – 1986. – Т. 99. – С. 79-82.
143. Тихенко, Н. Д. Генетический контроль эмбриональной летальности при
скрещивании мягкой пшеницы с рожью / Н. Д. Тихенко, Н. В. Цветкова, А. В.
Войлоков // Генетика. – 2005. – Т.41. – №. 8. – С. 1075-1083.
144. Тихенко,
Н.
Д.
Биология
цветения
тритикале
различного
происхождения / Н. Д. Тихенко // Морфо-физиологические показатели
продуктивности растений и использование их в селекционно-семеноводческой
работе. – 1984 – С. 30-32.
145. Тихенко, Н. Д. Экспрессия геномов пшеницы и ржи в процессе
цветения и оплодотворения у тритикале / Н.Д.Тихенко // Морфогенетические
150
показатели продуктивности растений и использование их в селекционносеменоводческой работе. – 1988. – С. 62-68.
146. Федорова, Т. Н. Биологические особенности цветения, оплодотворения
и развития зерновок тритикале / Т. Н. Федорова // Сб. науч. тр. по прикл.
ботанике, генетике и селекции. – ВИР, 1986. – Т. 99. – С. 104-107.
147. Фесенко, Н. В. Использование гомостилии в селекции самоопыленных
форм гречихи / Н. В. Фесенко, В. Е. Лохматова, В. В. Антонов // Повышение
урожайности и качества крупяных культур методами селекции и технологии
возделывания (Гречиха). – Орел: ВНИИ зернобобовых и крупяных культур, 1985.
– С. 46.
148. Филиппова, Т. В. Возможность длительного хранения пыльцы кукурузы
при низкой температуре / Т. В. Филиппова // Теоретические основы селекции. –
1985. – С. 64-68.
149. Характеристики сортов, впервые включенных в Госреестр в 1999 г.,
2000 г., 2003,. 2004 г., 2007.
150. Харечко-Савицкая, Е. Аутофертильность и аутостерильность у Beta
vulgaris L. / Е. Харечко-Савицкая. – ВНИС, 1935. – № 5-6.
151. Харечко-Савицкая, Е. Биология цветения свеклы. Частная селекция
полевых культур / Е. Харечко-Савицкая // Сельхозгиз, 1935.
152. Хачатуров, С. П. О наследственной обусловленности избирательной
способности гамет при оплодотворении / С. П. Хачатуров // Яровизация. – 1940 –
№. 4. – С. 6.
153. Чеботарь, А. А. Эмбриология зерновых, бобовых и овоще-бахчевых
возделываемых растений / А. А. Чеботарь, В. Р. Челак, А. М. Мошкович, М. Г.
Архипенко. – Кишинев.: Штиинца, 1987. – 225 с.
154. Челак, В. Р. Прогамная фаза оплодотворения при внутри- и межвидовом
опылении видов рода Triticum L. / В. Р. Челак // Эмбриология и анатомия
репродуктивных органов семенных растений. – 1987. – С. 52-66.
151
155. Шевченко, В. Е. Изучение и улучшение озерненных первичных
тритикале в ранних генерациях / В. Е. Шевченко, Н. Н. Горбунов // Гибридизация
и мутагенез растений. – Воронеж. – 1988. – С. 82-88.
156. Ширяева, Э. И. Морфологическое и функциональное изучение
мужского и женского гаметофитов и процесса оплодотворения у Beta vulgaris L. /
Э. И. Ширяева // Сб. науч. тр. Цитогенетические и цитоэмбриологические
исследования в селекции сахарной свеклы. – 1988. – С. 15.
157. Ширяева, Э. И. Формирование мужского гаметофита, эмбриональное
развитие и качество семян сахарной свеклы в зависимости от доз удобрений / Э.
И. Ширяева, Н. Г. Гизбуллин, О. В. Кобко, В. Н. Синельник, В. Д. Кириченко //
Сб. науч. тр. Цитогенетические и цитоэмбриологические исследования в селекции
сахарной свеклы. – 1988. – С. 113.
158. Шпилев, Н. С. Способ преодоления величины перекрестного опыления
у полевых культур / Н. С. Шпилев, Л. Г. Юхневская // Плодоводство и яговодство
России. – Москва, 2012. – С. 212.
159. Aarts, M. G. Transposon tagging of a male sterility gene in Arabidopsis / M.
G. Aarts, W. G. Dirkse, W. J. Stiekema, А. Pereira // Nature. – 1993. – 363. – Р. 715717.
160. Allard, R. W. Genetic changes associated with the evolution of adoptees in
cultivated plant and their wild progenitors / R. W. Allard // Heredity. – 1988. – Vol. 79.
– № 4. – P. 225-238.
161. Ariizumi, T. A novel malesterile mutant of Arabidopsis thaliana, faceless
pollen-1, produced pollen with a smooth surface and an acetolysis-sensitive exine / Т.
Ariizumi, К. Hatakeyama, К. Hinata, S. Sato, Т. Kato // Plant Mol. Biol. – 2003. – Vol.
53. – Р. 107-116.
162. Atkinson, A. H. Molecular and structural features of the pistil of Nicotiana
alata / A. H. Atkinson, J. L. Linb, A. E. Clarke, M. A. Anderson // Biochem. Soc. Sym.
– 1994. – Vol. 60. – P. 15-26.
152
163. Banaszak, Z. The influence of same factors on uniformity of triticale
cultivars / Z. Banaszak, P. Kamierczak, A. Trabka, B. Apolinaska, J. Bocianowski //
Biul. Inst. Hodowli Aklimat. Rost. – 2007. – №. 244. – P. 145-154.
164. Barendse, C. W. M. Growth Hormones in pollen, style and ovaries of Рetunia
hybryda, of Lilium species / C. W. M. Barendse, A. S. Rodrigues Pereira, P. A. Berkers,
F. M. Driessen, A. Vaneyden-emons, H. F. Linskens // Aсta Bot. Neel. – 1970. – Vol.
19. – № 2. – Р. 156.
165. Bemis, W. P. Selective fertilization in Lima beans / W. P. Bemis // Genetics
published bimonthly at Austin, Texas. – 1958. – Рart. 1. – Vol. 44. – №. 4. – Р. 45.
166. Boyes, J. W. The development of the endosperm and embryo in reproduction
interspecific cross in cereals / J. W. Boyes, W. P. Thompson // Genet. – 1937. – Vol. 34.
– Р. 203-207.
167. Bozena, Denisow The biological value of pollen of some blackcurrant
cultivars (Ribes nigrum L.) / Bozena, Denisow // Acta agrobotanica. – 2006. – Vol. 59.
– № 1. – Р. 147-154.
168. Bredemeijer, G. М S-specific in style of self-compatible Nicotiana alata / G.
M. Bredemeijer, M. J. Blass // Theor. Appl. Genet. – 1981. – Vol. 59. – Р. 185-190.
169. Chaofeng, W. An image skeletonization Bazed Tool for Pollen Tube
Morphology Analysis and phenotiping / Chaofeng Wang, Cai-Ping Gui, Hai-Kuan Liu,
Dong Zhang and Axel Mosing //Journal of integrative Plant Biology. – 2013. – Vol. 55.
– № 2. – Р. 96.
170. Cheung Alice Y., Structural and signaling Networks for the Polar Cell
Growth Machinery in Pollen tubes / Alice Y. Cheung, Hen-Ming Wu // Anne. Rev.
Plant. Biol. – 2008. – Vol. 59. – Р. 547-572.
171. Cheung, A. Y. A floral transmitting tissue-specific glycoprotein attracts
pollen tubes and stimulates their growth. / A. Y. Cheung, Н. Wang, HM. Wu // Cell. –
1995. – Vol. 82. – Р. 383-393.
172. Davis, E. Pollen Competition improves performance and reproductive output
of the com Zucchini Squash under Field Condition / Davis E. Lynette, Stephenson
Andrew G., // Journal Amer. Soc.Hort. Sci. – 1987. – Vol. 112. – № 4. – P. 712-716.
153
173. Den Nijs, A. P. M. Effect of mentor pollen on pistil-pollen incongruities
among species of Сucumis L. / Nijs A.P. M. Den and E.H. Oost // Eyphytica. – 1980. –
Vol. 29. – № 2. – P. 267-271.
174. Dumas, C. Callose and Determination of pistil viability and incompatibility /
С. Dumas, R. B. Knox // Theoret Appl. Genet. – 1983. – Vol. 67. – Р. 1-10.
175. Dumas, C. Pollination and cellular recognition / C. Dumas, A. Clarke, B.
Knox // Out look on Agr. – 1985. – Vol. 14. – № 2. – P. 68-78.
176. Ehlenfeldt, M. K. Self- and Cross- fertility in Recently Released Highbush
Blueberry Cultivars / Mark K. Ehlenfeldt // Horticultural science. – 2001. – Vol. 36. –
№ 1. – P. 133-135.
177. Ehlenfeldt, M. K. The transfer of the synaptic gene (sy-2) from 1EBN
Solanum commersonii Dun to 2 EBN germplasm / M. K. Ehlenfeldt, R. E. Hanneman //
Euphytica. – 1988. – Vol. 2. – Р. 181-187.
178. Elleman, C. J. Pollen-stigma interactions in Brassica. IV. Structural
recognition in the pollen grains during hydration / C. J. Elleman, H. G. Dickinson // J.
Cell Sci. – 1986. – Vol. 80. – Р. 141-157.
179. Entani, T. Comparative analyses of the self-incompatible (S-) locus region of
Prunus mume: identification of pollen-expressed F-box gene with allelic diversity / Т.
Entani, М. Iwano, Н. Shiba, F-S. Che, А. Isogai, S.Takayama // Genes Cell. – 2003. –
Vol. 8. – Р. 203-213.
180. Forino, L. M. C. Embrio-sacs frecquency in ovules of abscission affected
fruits in Malus domestica Borkh / L. M. C. Forino, A. M. Tagliasacchi, S. Avanzi //
Advances in Horticultural science. – 1987. – № 1. – P. 65-67.
181. Franklin-Tong, V. E. The Different Mechanisms of gametophytic selfincompatibility / V.E. Franklin-Tong, FCH. Franklin // Philos. Trans. R. Soc. London
Ser. B. – 2003. – Vol. 358. – Р. 1025-1032.
182. Franklin-Tong, V. E. Involement of extracellular calcium influx in the selfincompatibility in the self-incompatibility response of Papaver rboeas / V. E. FranklinTong, T. L. Holdaway-Clarke, K. R. Straatman, J. G. Kunkel, P. K. Hepler // Plant 7. –
2002. – Vol. 29. – Р. 333-345.
154
183. Fritz, S. E. Pollen longevity in wheat, rye and triticale / S. E. Fritz
Lukaszewski A.J. // Plant Breeding. – 1989. – Vol. 102. – №. 1. – Р. 31-34.
184. Gary, N. Development and function of the angiosperm female gametophyte /
N. Gary, R. Drew Yadegari // Ann. Rev. Genet. – 2002. – Vol. 36. – Р. 99-124.
185. Gawel, N.J. Effect of pollen-style interaction on the pollen tube growth of
Cossypium hirsutum / N. J. Gawel, C. D. Robacker // Theor. Appl. Genet. – 1986. –
Vol. 72. – Р. 84-87.
186. Geitmann, A. Alterations in the actin cytoskeleton of pollen tubes are
induced by self-incompatibility reaction in Papaver rboeas / A. Geitmann, B. N.
Snowman, A. M. C. Emons, V. E. Franklin-Tong // Plant Cell. – 2000. – Vol. 12. – Р.
1239-1252.
187. Gonzalez, M. V. Pollen-рistil interaction in kiwifruit (Actinidia deliciоsa) /
M. V. Gonzalez, M. Coque, M. Herrero // Am. Journal Botany. – 1996. – Vol. 83. – P.
148-154.
188. Gross-Hardt. LACHESIS restricts gametic cell fate in the fеmаlе
gametophyte of Arabidopsis / Gross-Hardt, C. Kagi, N. Baumann, J. M. Moore, Baskar
// Plos Biol. – 2007. – Vol. 5. – Р. 494-500.
189. Guo-Hua, M. Evidence of Dichogamy in Santalum album L. / Guo-Hua Ma,
Eric Bunn, Jing Feng Zhang, Cuo-Jiang Wu // Journal of integrative plant biology. –
2006. – Vol. 48. – № 3 – P. 300-306.
190. Halward, T. M. Incompatibility Mechanisms in interspecific Peanut Hybrids /
T. M. Halward, H. T. Stalker // Crop Science. – 1987. – Vol. 27. № – 3. – P. 456-460.
191. Harbans, L. Pollen antagonism and hybrid seed production in cotton / L.
Harbans, Bhardway, J. B. Weaver // Journal Research Assistant and Professor,
respectively. Belt wide cotton production research conferences January 8-12. – 1984.
192. Harrison, J. The pollen-stigma interaction in the grasses. Pollen tube
guidance and the regulation of in Zea mays L. / J. Harrison, B. J. Reger // Acta Botany
neerl. – 1985. – Vol. 34. – №. 2. – Р.193-211.
193. Hazra, D. Pollination behavior and natural hybridization in Solanum
melongera L. to utilize the functional male sterile line for hybrid seed production / D.
155
Hazra, Mandal J., T. P. Mukhopadhyay // Capsicum and Newsletter. – 2003. – Vol. 22.
– P. 143-146.
194. Hegde, S. G. Hybridization and introgression between bread wheat and wild
and weedy relatives in North America / S.G. Hegde and J.G. Waines // Crope science. –
2004. – Vol. 44. – № 4. – P. 1145-1155.
195. Herrero, M. Influence of the pistil on pollen tube kinetics in peach (Prunus
persica) / M. Herrero, А. Arbeloa // Am. Journal Botany. – 1989. Vol. 76. – Р. 14411447.
196. Нeslop-Harrison, J. Aspects of the structure, cytochemistry and germination
of the pollen of rye (Secale cereale L.) / J. Нeslop-Harrison // Annual Botany (London).
– 1979. – Vol. 44. – № 1. – Р. 1-47.
197. Heslop-Harrison, J. Self-incompatibility: phenomenology and physiology / J.
Heslop-Harrison // Proc. R. Soc. Lond. B. – 1983. – Vol. 218. – P. 371-395.
198. Heslop-Harrison, J. The pollen- stigma interaction in the grasses. Pollen –
tube guidance and the regulation of tube number in zea mays L. / J. Heslop-Harrison, Y.
Heslop-Harrison, B. J. Reger // Acta Bot. Neerl. – 1985. – Vol. 34 – № 2. – P. 193- 211.
199. Heslop-Harrison, Y. Pollen-stigma interaction in the Leguminosae the
secretory system of the style in Trifolium pratense / Y. Heslop-Harrison, J. HeslopHarrison // Ann. Bot. (London). – 1982. – Vol. 50. – Р. 635-645.
200. Hiratsuka, S. Self-incompatibility reaction of Japense pear in various of
florar development / Hiratsuka S, Hirata N., Tezuka T., Yamato Y.// J. Japan. Soc. Hort.
Sci. – 1985. – Vol. 54. – Р. 9-14.
201. Hiscock, S. J. The different mechanisms of sporophitic self-incompatibility /
S.J. Hiscock, D.A. Tabah // Philos. Trans. R. Soc. London Ser. B. – 2003. – Vol. 358. –
Р. 1037-1045.
202. Hong-Yun, Wang Subcellilar Localization of the S Locus F-box protein
AhSLF-S2 in Pollen and Pollen tube of self-incompatible Antirrhinum / Hong –Yun
Wang, Yong-Biao Xue // Journal of integrative Plant Biology Formerly Acta Botanica
Sinica – 2005. –Vol. 47. – № 1. – Р. 76-83.
156
203. Huang, B. Q. Female gametophyte development in maize microtubular
organization and embryo sac polarity / B. Q. Huang, W. F. Sheridan // Plant Cell. –
1994. – Vol. 16. – № 6. – P. 845-861.
204. Huang, S. A gelsolin-like protein from Papaver rboeas pollen (PrABR80)
stimulates calcium-regulated severing and depolymerization of actin filaments / S.
Huang, L. Blanchoin, F. Chaudhry, V. E . Franklin-Tong, C. J. Staiger // J. Biol. Chem.
– 2004. – Vol. 279. – Р. 64-75.
205. Hucl, P. Isolation distances for minimizing out crossing in spring wheat / P.
Hucl, M. Matus-Cadiz // Crop Sci. – 2001. – Vol. 41. – № 4. – P. 1348-1351.
206. Hui-Juan, Jia Influences of Cross pollination on Pollen tube growth and Fruit
Set in Zuili Plums (Prunus salicina) / Hui-Juan Jia, Feng-Jie He, Cai-Zhen Xiong, FuRong Zhu and Goro Qkamoto // Journal of Integrative Plant Biology. – 2008. – Vol. 50.
– № 2. – P. 203-209.
207. Hulskamp M. Identification of genes required for pollen-stigma recognition
in Arabidopsis thaliana / М. Hulskamp, S. D. Kopczak, T. F. Horejsi, B. K. Kihl, R. E.
Pruitt // Plant J. – 1995. – Vol. 8. – Р. 703-714.
208. Hwa-Young, Heo Genetics of self-fertility and selection of self-fertile lines
in rye (Secale cereale L.) / Hwa-Young Heo, Byung-Hee Hong, Rak-Chun Seong and
Yong-Woong Ha // Korean J. Crop Sci. – 2000. – Vol. 45. – № 5. – Р. 343-346.
209. Hyoji, Namai Pollination biology and reproductive ecology for improving
genetics and breeding of common buckwheat / Hyoji Namai // Fagopyrum esculentum .
Ljubijana. – 1991. – Vol. 11. – Р. 1-69.
210. Isogai, A. The c DNA sequence of Ns1 glycoprotein of Brassica campestris
and its homology to S-locus-related glycoproteins of Brassica oleraceae / А. Isogai, S.
Yamakawa, Н. Shiozawa, S. Takayama, Н. Tanaka // Plant Mol. Biol. – 1991. – Vol.
17. – Р. 269-271.
211. Jandurura, B. Vynos syntetickych odrud kukurice vytvorenych vcejcskych
hybride / B. Jandurura; М. Habatinkova // Sb. Vysoke Skoly Zemed v Praze Fak. Agron
R.A. – 1985. – Vol. 42. – Р. 103-116.
157
212. Kandasamy, M. K. The S-locus specific glycoproteins of Brassica
accumulate in the cell wall of developing stigma papillae / M. K. Kandasamy, D. J.
Paollio, C. D. Faraday, J. B. Nasrallah, M. E. Narallah // Dev. Biol. – 1989. – Vol. 134.
– Р. 462-472.
213. Karpensten-Machan, M. Progress in rye breeding / M. Karpensten-Machan,
R. Maschka // Vortr. fur. Pflanzenzuchtung. Bonn. – 1996. – №. 35. – Р. 7-13.
214. Katsuhiro, Matsui Use of self-compatibility and modifier genus for breeding
and genetic analysis in common buckwheat (Fagopyrum esculentum) / Katsuhiro
Matsui, Takeshi Nishio, Takahisa Tetsuka // Japan Agricultural Research Quarterly. –
2007. – Vol. 41. – № 1. – P. 1-5.
215. Kaufmane, E. Pollination, pollen tube growth and fertilization in
Chaenomeles Japonica (Japenese quince). / E. Kaufmane, K. Rumpunen // Scienitia
Horticulture 28 June. – 2002. – № 4. – Р. 257-271.
216. Kazuhiro, Kobayasi Sterility and Poor Pollination Due to Early Flower
opening induced by Methyl Jasmonate / Kazuhiro Kobayasi, Yumi Atsuta // Plant Prod.
Sci. – 2010. – Vol. 13. – №. 1. – Р. 29-36.
217. Кnox, R. B. Pollen, pistil and reproductive function in crop plants / R. B.
Кnox, E. G. Williams, C. Dumas // Plant Breeding Revs. Westport, Corn. – 1986. – Vol.
4. – P. 9-79.
218. Кnox, R. B. Pollen-pistil interactions / R. B. Кnox // Enc. Plant Physiol. New
Ser. – 1984. – Vol. 17. – Р. 508-608.
219. Kiss, A. Improvement of the fertility of Triticale / A. Kiss // Acta agron.
Acad. Sci. Hung. – 1965. – Vol. 14. – № ¾. – Р. 189-201.
220. Kristen, Bomblies Mechanisms of isolation and incompatibility in plants /
Kristen Bomblies // Plant. Biol. – 2010. –Vol. 61. – Р. 109-124.
221. Kroh, M. Transmitting tissue and pollen tube growth fertilization in higher
plants / M. Kroh, J. P. Helsper // Ed. Linskens H.F. Amsterdam: North-Holland. Publ.
Co. – 1974. – Р. 167-178.
158
222. Kuboyama, T. The diversity of interspecific pollen-pistil incongruity in
Nicotiana / Т. Kuboyama, C. S. Chung, G. Takeda // Sex. Plant. Repord. – 1994. – Vol.
7. – Р. 250-258.
223. Lalonde, B. A. A highly conserved Brassica gene with homology to the Slocus-specific glycoprotein structural gene / В. А. Lalonde, М. Е. Nasrallh, K. G.
Dwyer, C. H. Chen, В. Barlow, J. B. Nasrallah // Plant Cell. – 1989. – Vol. 1. – Р. 249258.
224. Lange, W. The crossing of common wheat (Triticum aestivum L.) with
cultivated rye (Secale cereal L.). I. Crossability, pollen grain germination and pollen
tube growth / Wouter Lange, Barbara Wojciechowska // Euphitica. – 1976. – Vol. 25. –
P. 171-173.
225. Larter, E. Use of exogenous growth substances in promoting pollen tube
growth and fertilization in barley-rye crosses / E. Larter and C. Chaubey // Can. Journal.
Genet. Cytological. – 1965. – Vol.7. – № 3. – Р. 511-518.
226. Lech, W. Biology of cherry flowering / W. Lech, M. Malodobry, E.
Dziedzic, M. Bieniazz, S. Doniec J. // Fruit ornamental Plant Res., – 2008. – Vol. 16. –
P. 189-199.
227. Lewis, D. Comparative incompatibility in angiosperms and fungi / D. Lewis
// Advances Genet. – 1954. – Vol. 6. – Р. 235-546.
228. Lewis, D. Gametophytic-sporophytic incompatibility in the Cruciferae –
Raphanus sativus / D. Lewis, S. C. Verna, M. Y. Zuberi // Heredity. – 1988. – Vol. 61.
– № 3. – Р. 355-366.
229. Linskens. S. Growth hormones in pollen, style and ovaries of Petunia
hybryda, of Lilium species / S. Linskens // Asta Bot. Neel. – 1970 – Vol. 19. – №. 2. –
Р. 156.
230. Long, Y. Hubrid male sterility in rice controlled by interaction between
divergent alleles of two adjacent genes / Y. Long, L. Zhao, B. Niu, J. Su, H. Wu // Proc.
Natl. Acad. Sci. U.S.A. – 2008. – Vol. 105. – Р. 76.
231. Lord, E. M. The mechanisms of pollination and fertilization in plants / E. M.
Lord, S. D. Russell // Ann. Rev. Cell. Dev. Biol. – Vol. 18. – Р. 81-105.
159
232. Lord, E. M. The mechanisms of pollination and fertilization in plants / E. M.
Lord, S. D. Russell // Annu. Rwev. Cell Devell. Biol. – 2002. – Vol. 81 – Р. 105.
233. Lundgvist, A. Self-incompatibility in rye. Genetic control in the diploid / А.
Lundgvist // Heredity. – 1956. – Vol. 42. – № 3-4. – P. 293-348.
234. Lush, W. M. Pollen tube guidance by the pistil of a solanaceous plant / W.
M. Lush, T. Spurck, R. Joosten // Ann. Bot. – 2000. – Vol. 85. – Р. 39 - 47.
235. Luu, D. T. Pollen-stigma adhesion in Brassica ssp. involves SLG and SLR1
glycoproteins / D. T. Luu, D. Marty-Mazars, М. Trick, С. Dumas, Р. Heizmann // Plant
Cell. – 1999. – Vol. 11. – Р. 251-262.
236. Luu, D. T. Pollen-stigma adhesion in kale is not dependent on the self(in)compatibility genotype / D. T. Luu, P. Heizmann , C. Dumas // Plant Physiol. –
1997. – Vol. 115. – 1221-1230.
237. Ma, B. L. Extent of cross-fertilization in maize by pollen from neigh boring
transgenic hybrids / B. L. Ma, K. D. Subedi, L. M. Reid // Crop ecology, management
and quality. – 2004. – Vol. 44. – P. 1273-1282.
238. Major, Singh Effect of gamma radiations on the crossability of wheat,
triticale and rye on meiosis, pollen grain germination and pollen tube growth / Major
Singh, V. K. Khanna // Citologia. – 1988. – Vol. 52. – P.123-130.
239. Marcuccu, M. C. Pollen tube growth in apple and pear styles in relation to
self-incompatibility, incongruity and pollen load / M. C. Marcuccu, T. Visser //
Advances in Horticultural science. – 1987. – № 1. – P. 90-94.
240. Martinez-Reyna, J. M. Incompatibillty systems in switchgrass / J. M.
Martinez-Reyna, K. P. Volger // Crop breeding, genetic, cytology. A journal severing
the international community of crop scientists. – 2002. – Vol. 42. – № 6. –P. 123-126.
241. Matsubayash, Yoshikatsu Peptide hormones in plants / Yoshikatsu
Matsubayash, Youij Sakagami // Annu. Rev.Plant. Biol. – 2006. – Vol. 57. – P. 649674.
242. McCubbin, A. G. Molecular recognition and response in pollen and pistil
interaction / A. G. McCubbin, T-H. Kao // Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. – 2000. – Vol.
16. – Р. 333 - 364.
160
243. Miljus-Dukic, J. Effects of protein phosphatase inhibitors and calcium
antagonists on self-incompatible reaction in buckwheat. / J. Miljus-Dukic, S. Ninkovic,
M. Neskovic // Biologia plantarum. – 2003. – Vol. 46. – №. 3. – Р. 475-478.
244. Miura, K. Effect of gibberelin A3, on pollen tube growth and berry set in
diploid and tetraploid grape clusters / K. Miura, G. Okamoto // J. Asew Jpn. – 2004. –
Vol. 15. – Р. 2-16.
245. Mogesen, H. L. Quantitative ultrastructural analysis of barley sperm:
occurrence and mechanism of cytoplasm and organelle reduction and the question of
sperm dimorphism. / H. L. Mogesen, H.,K. Suthar // Protoplasma. – 1985. – Vol. 125. –
№. 1. – Р. 1-13.
246. Morrison, Laura A. Infestations of jointed goatgrass (Aegilops cylindrica)
and its hybrids with wheat in Oregon wheat fields / Laura A. Morrison, Lisele C.
Cremieux, Carol A. Mallory Smith // Weed Since. – 2002. – Vol. 50. – N.6. – Р. 737747.
247. Murakami, М. Chemical properties of pollen tube growth promoters
extracted from transmitting tissue in Pione grape (Vitis vinifera x V. labrusca) pistils /
M. Murakami, Y. Kimura, G. Okamoto //Journal of Grapivene Research. – 2005. – Vol.
44. – № 4. – Р. 153-156.
248. Nasrallah, J. B. Recognition and Rejection of self in plant reproduction / J. B.
Nasrallah // Science. – 2002. – Vol. 296. – 305-308.
249. Nasrallan, M. E. Self-incompatibility proteins in plants: detection, genetic
and possible mode of action / M. E. Nasrallan and D. H. Wallace // Heredity. – 1970. –
Vol. 25. – Р. 23-27.
250. NGO, Estimation of self-incompatibility S genotypes of Citrus cultivars and
plants based on controlled pollination with restricted number of pollen grains / NGO,
Binh Xuan, Akira Wakana, Jung Hee Kim, Tomoyo Mori and Kaori Sakai // Journal of
the agriculture Kyushu university. – 2010. – Vol. 55. – №. 1. – Р. 67-72.
251. Odd, Arne Rognli Effects of distance and pollen competition on gene flow in
the wind-pollinated grass Festuca pratensis Huds / Odd Arne Rognli, Nils-Otto Nilsson,
Minna Nurminiemi // Heridity. – 2000. – Рart 6. – Vol. 85. – Р. 550-560.
161
252. Okamoto, G. Effect of pre-bloom GA application on pollen tube growth in
Delaware guape pistils / G. Okamoto, K. Miura // Vitis. – 2005. – Vol. 44. – N 4. – P.
157-159.
253. Okamoto, G. Chemical properties of tt matrix in grape pistils and its effect on
pollen growth / G. Okamoto, M. Murakami, M. Mimoto, K. Hirano // Journal Japan.
Soc. Hort. Sci. – 2002. – Vol. 71. – Р. 213.
254. Okamoto, G. Pollen tube growth inhibitors from Pione grape pistils / G.
Okamoto, Y. Fujii, K. Hirano, A. Tai, A. Kabayashi // Am. Journal. Enol. Vitis. – 1995.
– Vol. 46. – P. 17-21.
255. Onokpise, O. U. Evaluation of self and polycross progeny testing in
Birdsfoot Trefoil (Lotus corniculatus L.) for forage and seed yield / O. U. Onokpise, S.
R. Bowley, D. T. Tomes, B. E. Twamley // Plant Breeding. – 1987. – Vol. 98. – № 2. –
P. 141-148.
256. Ortiz, R. Breeding potatoes for developing counties using wild tuber bearing
Solanurn spp. аnd ploidy manipulations / R. Ortiz, M. Iwanaga, S.I. Peloqum // J.
Genet. Breeding. – 1994. – Vol. 48. – №. 1. – Р. 89-98.
257. Ottaviano, E. Genetic of angiosperm pollen / E. Ottaviano, D.L. Mulcahy //
Advances Genet. – 1989. – Vol. 26. – Р. 1-64.
258. Padey, P. C. Post-anthesis stem reserve mobilization in new plant type wheat
/ P. C. Padey, M. R. S. Kaim, S. S. Singh, G. P. Singh, D. K. Joski, A. P. S. Verma //
The international Journ. for wheat Genetics and Breeding. – 2002. – Vol. 95. – P. 41-42.
259. Pandey, K. K. Time and site of S-gene action, breeding, systems and
relationships in incompatibility / K. K. Pandey // Eyphitica. – 1970. – Vol. 19. – Р. 364372.
260. Panfil, C. Napoca tetra-soi nou de rosu / С. Panfil, М. Savatti // Bul. Inst.
Agron. Cluj-Napoca. Ser. Agr. – 1985. – Vol. 39. – Р. 53-59.
261. Perkz de la Vega, M. Mating system and genetic polymorphism in
populations of Secale cereale and S. vavilovi / М. Perkz de la Vega, R. W. Allard //
Canad J. Genet. Cytol. – 1984. – Vol. 26. – № 3. – P. 308-317.
162
262. Pickering, P. A. Attempts to overcome partial incompatibility between
Hordeum vulgare L. and H. bulbosum L. / P.A. Pickering // Euphitica. – 1980. – Vol.
29. – №. 2. – Р. 369-377.
263. Piffanelli, P. Biogenesis and function of the lipidic structures of pollen grains
/ Р. Piffanelli, JHE Ross, D. J. Murphy // Sex. Plant Reprod. – 1998 – Vol. 11. – Р. 6580.
264. Prasanna, B. M. Meiotic stability and fertility in primary triticale and their
wheat and rye parents / B. M. Prasanna, R. N. Rau, Р. Raghavaah // Cereal Res.
Communic. – Szeged. – 1994. – Vol. 22. – №. 4. – Р. 293-300.
265. Raff, J. W. Style antigens of Prunus avium L. / J. W. Raff, R. B. Knox, A. E.
Clarke // Planta. – 1981. – Vol. 153. – Р. 125-129.
266. Rodriguez, J. G. Characterization of floral morphology and synchrony among
Zea species in Mexico / J. G. Rodriguez, G. Sanchez, М. Baltazar, L. De La Cruz, F.
Santacruz-Ruvalcaba, J. Ron, J.B. Schoper // Journal devoted to Maize allied species
Maydica. – 2006. – Vol. 2. – № 51. – Р. 383-398.
267. Russell, S. D. Double fertilization / S. D. Russell // Int. Rev. Cytol. – 1992. –
Vol. 140. – Р. 357-388.
268. Russell, S. D. Fertilization in higher plants. Pollen-pistill interaction and
pollen tube growth. / S. D. Russell / Current Topics in Plant Physiology, American
Society of Plant Physiologist. Series. – Vol. 12. – Eds. Stephenson A.G. Kao T.H.
Beltsville: ASPP, – 1994. – Р. 140-152.
269. Sandaklie-Nikolova, L. Synergid cell death in Arabidopsis is triggered
following direct interaction with the pollen tube / L. Sandaklie-Nikolova, R. Palanivelu,
E. J. King, G. P. Copenhaver, G. N. Drews // Plant Physiol. – 2007. – Vol. 144. – Р.
1753-1762.
270. Sanzol, Javier Stigmatic Receptivity Limits the effective Pollination period in
Agua de Aranjuez Pear / Javier Sanzol, Pilar Rallo, Maria Herrero // Jornal of American
Jociety for Horticultural science. – 2003. – Vol. 128. – № 4. – Р. 23-26.
163
271. Satomi, Sakazono Variation of pollen tube behavior and seed set in selfpollination of lilium longiflarum thunb / Satomi Sakazono, Michikazu Hiramatsu,
Hiroshi Okubo // J. Fac. Agr. Kyushu Univ. – 2009. – Vol. 54. – № 1. – P. 37-40.
272. Schlenker, U. Untersuchungen zum Kornansatz bei einem-Soriment bei
Selbstbestaubung und bei freier Abbluel / Schlenker U. // Arch Zuchtungsforsh. – 1991.
– Vol. 21. – № 2. – Р. 95-101.
273. Scott, D. Frut set of triploid water melons as function of distance from a
diploid pollinezer / D. Scott, R. John Duval, Nejmith // Hort. Science. – 2001. – Vol. 36.
– №. 1. – Р. 60-61.
274. Seiji, Takayama Self-incompatibility in plants / Seiji Takayama, Akira Isogai
// Annual Rev. Plant Biol. – 2005. – Vol. 56. – Р. 467-489.
275. Shannker, Goud Pollen competition at gametophytic and sporophytic phases
in sunflower (Helianthus annus L.) / Goud Shannker, K. Giriraj // Hella. – 1999. – Vol.
22. – № 31. – P. 57-62.
276. Shin, Hiratsuka Analysis of Proteins in Developing Style and Ovary with
Reference to Self-incompatibility of Japanese Pear / Shin Hiratsuka, Kazuo lchimira,
Eikichi Takashi, Naomi Hirata // J. Japan. Soc. Hort. – 1986. – Vol. 55. –№. 2. – P. 145152.
277. Shuichirou, Tagane Lack of Predzygotic Reproductive isolation between
Phododendron eriocarpum and R. indicum, overlapping Flavering Phenology and Cross
Compatibility / Shuichirou Tagane, Michkaru Hiramatsu, Hirosh Okubo // Journal Fac.
Agr. Kyushu Univ. – 2007. – Vol. 52. – №. 2. – Р. 345-348.
278. Sijacic, P. Identification of the pollen determinant of S-RNase-mediated selfincompatibility / Р. Sijacic, Х. Wang, A. L. Skirpan, Y. Wang, P. E. Dowd // Nature. –
2004. – Vol. 429. – Р. 302-305.
279. Singh, D. P. Gibberelins are required Seed Development and pollen tube
growth in Arabidopsis / Davinder P. Singh, Angelica M., Jermakow, and Stephen M.
Swain // The Plant Cell. – 2002. – Vol. 14. – № 12. – Р. 3133-3147.
164
280. Skorupska, Н. Observations on biology of flowering of wild forms from the
subgenus Glycine / Halina Skorupska, Jerzy Nawracala // Acta Societatis. Botanicorum
Polaniae. – 1985. – Vol. 54. – №. 3. – Р. 207-215.
281. Smith, S. R. Development and evolution of grazing-tolerant alfalfa cultivars /
S.R. Smith, J.H. Bouton, A. Singh, WP. Mc Caughey // Canada J. Plant Sc. – 2000. –
Vol. 80. – №. 3. – Р. 503-512.
282. Sommer-Knudsen, J. A galactose-rich, cell-wall glycoprotein from styles of
Nicotiana alata / J. Sommer-Knudsen, A. E. Clarke, A. Bacic // Plant. J. – 1996. – Vol.
9. – Р. 71-83.
283. Spoor, W. Self-incompatibility in Lolium: a reply / W. Spoor, J. M. C. Craw.
// Heredity. – 1988. – Vol. 53. – №. 1. – P. 123-130.
284. Stead, A. D. Pollen-stigma interaction in Brassica oleraceae: the role of
stigmatic proteins in pollen grain adhesion / A. D. Stead, I. N. Roberts, H. G. Dickinson
// J. Cell Sci. – 1980. – Vol. 42. – Р. 417-423.
285. Swanson, R. Species specificity in pollen-pistil interaction / R. Swanson, A.
F. Edlund, D. Preuss // Annu. Rev. Genet. – 2004. – Vol. 38. – P. 793-818.
286. Taylor, L. P. Pollen germination and tube growth / L.P. Taylor, P.K. Hepler
// Annu. Rev. Plant.Physiol. Plant. Biol. – 1997. – Vol. 48. – Р. 461- 491.
287. Thomas, S. G. Self-incompatibility triggers programmed cell death in
Papaver pollen / S. G. Thomas, V. E. Franklin-Tong // Nature. – 2004. – Vol. 429. – Р.
305-309.
288. Togum, A. O. Flowering and pod and seed development in pigeon pea
(Cajanus cajan) / A.O. Togum, T. O. Tayo // Journal of Agricultural Science,
Cambridge. – 1990. – Vol. 115. – №. 3. – Р. 327-335.
289. Trick, M. A homozygous S-genotype of Brassica oleraceae expresses 2 SLike genes / М. Trick, R. B. Fravell // Mol. Gen.Genet. – 1989. –Vol. 218. – Р. 112217.
290. Umbach, A. L. Immunodetection of protein glycoforms encoded by 2
independent genes of the self-incompatibility multigene family of Brassica / A. L.
165
Umbach, B. A. Lalonde, M. K. Kandasamy, J. B. Nasrallah, M. E. Nasrallah // Plant
Physiol. – 1990. – Vol. 93. – 739-747.
291. Visser, T. The interaction between compatible and self-incompatible pollen
of apple and pear as influenced by their ratio in the pollen cloud / Т. Visser, M. Clara.
Marcucci // Euphytica. – 1984. – Vol. 33. – №. 3. – P. 699-704.
292. We-Cai, Yang Famele Gametophyte Development in Flowering Plants / WeCai Yang, Dong-Qiao Shi, Yan-Hong Chen // Annu. Rev.Plant. Biol. – 2010. – Vol. 61.
– P. 89-108.
293. Wedzony, M. Pollen tube growth in Triticale x Maize crosses / М. Wedzony
//Appl. Genet. – 1996. – Vol. 37. – Р. 171-173.
294. Wheeler, M. J. The molecular and genetic basis of pollen-pistil interactions /
M. J. Wheeler, V. E. Franklin-Tong, F. C. H. Franklin // New. Phytol. – 2001. – Vol.
151. – Р. 565-584.
295. Willemse, Michiel Fertilization from attraction to embryo / Michiel
Willemse, Andre van Lammeren // Biologia. Bratislava. – 2002. – Vol. 57. – №.1. – Р.
13-22.
296. Wlodzimirr, Lech Biology of sweet cherry flowering / Wlodzimirr Lech,
Monica Malodobry, Ewa Dziedzic, Monica Bieniasz, Slawomir Doniec // Journal of
Fruit of ornamental plant Research. – 2008. – Vol. 16. – P. 189-199.
297. Wojcciech, Antkowiak The evaluation of self-compatibility and cross ability
in the genus Pynus based on the observation of pollen tubes growth / Wojcciech
Antkowiak, Andzej Wojciechowski // Acta Agrobotanica. – 2006. – Vol. 29. – № 1. –
P. 91-97.
298. Wolski, T. Breeding of open pollinated varieties of rye / T. Wolski //
Proceedings. – 1988. – Pt. 1. – Р. 135-154.
299. Wolters-Arts, M. Lipids are required for directional pollen tube growth / M.
Wolters-Arts, W. M. Lush, C. Mariani // Nature. – 1998. – Vol. 392. – Р. 818-821.
300. Wricke, G. Hybride breeding in rye means of self-incompatibility / G.
Wricke //Proceedinss. – 1988. – P. 267-277.
166
301. Wricke, G. Incompatibility and hybrid breeding in rye / G. Wricke // Vortr.
Pflanzenzuchtg. – 1984. – Vol. 5. – Р. 50-60.
302. Wu, H. M. A pollen tube growth-promoting arabinogalactan protein from
Nicotiana alata is similar to the tobacco TTS protein. / H. M. Wu, Н. Wang, J. Ogdahl,
A. Y. Cheung // Plant. J. – 2000. – Vol. 22. – Р. 165-176.
303. Yang, T. Calcium calmodulin-mediated signal network in plants / T. Yang,
B. W. Poovaiah // Trends Plant Sci. – 2003. – Vol. 8. – Р. 505-512.
304. Zonglie, Hong A Cell Plate-Specific callose Synthase and its interaction with
Phragmoplastin / Zonglie Hong, Ashton J. Delauney, Desh Pa I.S. Verma // The plant
cell. – 2001. – Vol. 13. – P. 755-768.