Генетичне різноманіття ярого ячменю за здатністю до утворення гаплоїдів у культурі пиляків in vitro

  • О. В. Білинська Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, Україна, 61060, м. Харків, просп. Героїв Харкова, 142 https://orcid.org/0000-0003-1963-3679
  • О. В. Cолонечна Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, Україна, 61060, м. Харків, просп. Героїв Харкова, 142 https://orcid.org/0000-0003-1525-9501
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v38.1817
Ключові слова: Hordeum vulgare L., ячмінь, культура пиляків in vitro, морфогенні пиляки, регенерація рослин

Анотація

Мета. Аналіз багаторічних даних щодо здатності сортів і ліній ярого ячменю, які різняться за походженням, біологічними та господарськими ознакам, до продукування андрогенних гаплоїдів. Методи. Культивування пиляків, вилучених із попередньо обробленого за низької позитивної температури колосся, на живильних середовищах, які містили солі макро- та мікроелементів N6 і МС, фізіологічно активні речовини, мальтозу (9%), агар і хімічно модифікований крохмаль. Результати. Досліджено здатність до утворення калюсу, ембріоїдів і регенерації рослин у 30 сортів вітчизняної та іноземної селекції, трьох колекційних зразків і трьох ліній подвоєних гаплоїдів ярого ячменю. Кількість морфогенних пиляків варіювала від 5,70 до 91,71% від загальної кількості культивованих пиляків, вихід зелених рослин – від 0 до 145,9 шт на 100 культивованих пиляків. Виділено вісім зразків, які поєднують середню і високу (20–70 зелених рослин на 100 пиляків) андрогенну здатність з цінними господарськими ознаками. Висновки. Результати досліджень свідчать про важливість подальшого скринінгу генофонду ячменю для виділення генотипів з високою культурабельністю, а також про необхідність розробки спеціальних методичних підходів для збільшення ефективності одержання гаплоїдів саме у нечутливих генотипів.

Посилання

Asif M. Application and use of haploids. In : Asif M, editor. Progress and opportunities of doubled haploid production. Switzerland : Springer International Publishing; 2013. P. 55−70. https://doi.org/10.1007/978-3-319-00732-8.

Belinskaya E. V. Formation of barley collection for response to androgenesis in vitro and its use in genetic and biotechnological investigations. Bulletin of the Vavilov Society of Geneticists and Breeders of Ukraine. 2007. Vol. 5 (1, 2). P. 11–20. [in Russian]

Bilynska O. V., Dulniev P. G. Efficiency of spring barley haploid production in anther culture in vitro: comparison of basic and improved technologies. Factors in Experimental Evolution. 2019. Vol. 25. P. 178–183. https://doi.org/10.7124/FEEO.v. 25.1161. [in Ukrainian]

Dunwell J. M. Haploids in flowering plants: origins and exploitation. Plant Biotechnology Journal. 2010. Vol. 8, No. 4. P. 377–424. https://doi.org/10.1111/j.1467-7652.2009.00498.x.

Dwivedi S. L., Britt A. B., Tripathi L., Sharma S., Upadhyaya H. D., Ortiz R. Haploids: constraints and opportunities in plant breeding. Biotechnology Advances. 2015. Vol. 33 (6). P. 812–829. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2015.07.001.

Echavarri B., Cistue L. Enchansment in androgenetic efficiency in barley (Hordeum vulgare L.) and bread wheat (Triticum aestivum L) by the addition of dimethil sulfoxid in the mannitol pretreatment medium. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2016. Vol. 25. P. 11–22. https://doi.org/10.1007/s11240-015-0923-z.

Foroughi-Weh B., Friedt W., Wenzel G. On the genetic improvement of androgenetic haploid formation in Hordeum vulgare L. Theoretical and Applied Genetics. 1982. Vol. 62. P. 233–239. https://doi.org/10.1007/BF00276246.

Gajecka M., Marzec M., Chmielewska B., Jelonek J., Zbieszczyk J., Szarejko I. Plastid differentiation during microgametogenesis determines green plant regeneration in barley microspore culture. Plant Science. 2020. Vol. 291. https://doi.org/10.1016/ j.plantsci.2019.110321.

Hale B., Ferrie A. M. R., Chellamma S., Samuel J. P., Phillips G. C. Androgenesis-based doubled haploidy: past, present, and future perspectives. Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 12. 751230. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.751230.

Lantos C., Markó F., Mihály R., Pauk J. Comparative analyses of green pantlet regeneration in barley (Hordeum vulgare L.) anther culture. Agriculture. 2024. Vol. 14. 1440. https://doi.org/10.3390/agriculture14091440.

Lasaridou T. B., Sistanis F., Lithourgidis A., Ambrus H., Roupakias D. Response to in vitro anther culture of F3 families originating from high and low yielding F2 barley (Hordeum vulgare L.) plants. Australian Journal of Crop Science. 2011. Vol. 5. P. 262‒267.

Makowska K., Kalużniak M., Oleszcuk S., Zimny J., Czaplicki A., Koniechny R. Arabinogalactan proteins improve plant regeneration in barley (Hordeum vulgare L.) anther culture. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2017. Vol. 131 (2). P. 247–257. https://doi.org/10.1007/s11240-017-1280x.

Makowska K., Oleszczuk S., Zimny A., Czaplicki A., Zimny J. Androgenic capability among genotypes of winter and spring barley. Plant Breeding. 2015. Vol. 134. P. 668–674. https://doi.org/10.1111/ pbr.12312.

Кruczkowska H., Pawlowska H., Skucinska B. Androgenic potential of Polish barley cultivars in anther culture in vitro. Plant Breed. Seed Science. 2005. Vol. 51. P. 57‒65.

Сistuѐ L., Ziauddin A., Simion E., Kasha K. J. Effects of conditions on isolated microspore response of barley cultivar Igri. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 1995. Vol. 42. P. 163–165. https://doi.org/10.1007/BF00034234.