28-31 - ВНИИМК

VII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 13 г.
НАСЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ МЕЖВИДОВЫХ
ГИБРИДОВ ЛУННИКА
Бойкая Е.А.
69000, Украина, г. Запорожье, ул. Жуковского, 66
Запорожский национальный университет
genetika@znu.edu.ua
Изучено наследование гибридами F1 лунника, полученными от скрещивания L. annua с L. rediviva в реципрокных комбинациях, ряда признаков морфологии листа, типа развития, окраски цветка и хлорофилльной мутации «albina».
Выявлено промежуточное наследование гибридами признака «длина крыла листа» и сверхдоминирование признаков большей ширины и длины листа. Установлено полное доминирование многолетнего типа развития над однолетним. Показано, что признаки «белая окраска венчика» и изменение типа «albina» являются
рецессивными и наследуется моногенно.
Введение. Лунник (Lunaria L.) – новая перспективная культура, относящаяся к семейству Крестоцветные (Brassicaceae). К роду лунник относят в настоящее
время два вида – лунник однолетний (Lunaria annua) и лунник оживающий
(Lunaria rediviva) [1]. Данная культура относится к масличным и представляет собой интерес в связи с наличием в составе масла нервоновой кислоты [2].
Генетика лунника изучена очень мало. Однако есть сведения о том, что
количество хромосом у видов этого рода одинаково [3,4]. Эти данные позволили
предположить возможность успешной гибридизации лунника однолетнего и лунника оживающего. В условиях фитотрона Запорожского национального университета было проведено такое скрещивание и получены плодовитые межвидовые
гибриды в реципрокных комбинациях [5].
Оба вида лунника схожи между собой, но вместе с тем имеют и отличия
по ряду морфологических и физиологических признаков, в том числе и по биологии развития [6]. Данная культура широко используется человеком в качестве
декоративного клумбового растения и как сухоцвет [7]. Жирнокислотный состав
его масла привлекает внимание фармацевтов к растению [2]. Вместе с тем недостаток знаний о биологии культуры и ее генетике сдерживает возможность промышленного использования лунника. В этом плане необходимо проведение дополнительных исследований, в том числе работ по расширению генетической изменчивости и изучению характера наследования отдельных признаков.
Цель исследований. Целью нашей работы было всестороннее изучение
полученных межвидовых гибридов F 1 лунника, анализ гибридных популяций F2, а
также определение характера наследования ряда признаков, характеризующих
морфологию и физиологию культуры.
Материал и методы. Материалом для исследования служили растения лунника однолетнего и лунника оживающего, являющегося по типу своего развития
многолетним видом; гибриды F1, полученные от скрещивания обоих видов между
собой в реципрокных комбинациях, а также популяции растений F2.
Анализировали наследование гибридами F1 таких морфологических признаков как форма верхушки листа, длина крыла основания листа, ширина и длина
листа, которые определяли у второй пары настоящих листьев. Анализу подверга
Работа выполнялась под руководством д.б.н., профессора Ляха В.А.
28
VII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2013 г.
лся и такой физиологический признак как тип развития. С этой целью семена гибридов F1 и их родительских компонентов высевали одновременно.
Степень доминирования признаков в первом поколении гибридов определяли по G. M. Beil, R. E. Atkins [8], а настоящий гетерозис – по Petr F.C.[9 ].
Для выявления соответствия фактического расщепления по типу развития
в F2 теоретически ожидаемому использовали метод χ-квадрат. [10].
Результаты и обсуждение. В результате скрещиваний лунника однолетнего с лунником оживающим в прямом и обратном направлении было получено по
несколько гибридных растений в каждой комбинации. Фенотипически гибридные
растения отличались от исходных родительских форм (рис. 1). Наследование ими
ряда признаков листа приведено в таблице 1.
Рисунок 1 – Исходные виды и межвидовые гибриды в 1-й год жизни:
1 – Лунник оживающий; 2 – гибрид ♀ Lunaria rediviva Ч ♂ Lunaria annua;
3 – гибрид ♀ Lunaria annua Ч ♂ Lunaria rediviva; 4 – Лунник однолетний.
Таблица 1 – Наследование реципрокными межвидовыми гибридами F1
лунника некоторых морфологических показателей листа
Комбинация
скрещивания
♀
♂
♀
♂
Lunaria annua Ч
Lunaria rediviva
Lunaria rediviva Ч
Lunaria annua
Степень доминирования (hp)
Настоящий гетерозис,
%
ширина
длина
листа
листа
длина крыла
листа
ширина
листа
длина
листа
0
4,5
5
18,4
10,5
0
2,8
3
9,6
5,3
У гибридов F1 комбинации скрещивания Lunaria annua х Lunaria rediviva
размер крыльев листа имел среднее значение в сравнении с родительскими
формами, что свидетельствует о промежуточном наследовании признака «длина
крыла листа» (табл. 1). Что же касается ширины и длины листьев, то имело место
сверхдоминирование признаков большей ширины и длины листа, то есть
наблюдался положительный гетерозис. Благодяря этому гибридные растения
были более мощными чем обе родительские формы.
29
VII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 13 г.
Промежуточное наследование признака «длина крыла основания листа»
было характерным и для гибридов F 1 комбинации скрещивания Lunaria rediviva х
Lunaria annua. А по длине и ширине листа у них также наблюдался
положительный гетерозис.
В отношении формы верхушки листа необходимо отметить, что на
проявление этого признака у обоих гибридов существенное влияние имел
материнский компонент скрещивания. Это хорошо видно после анализа степени
заостренности верхушки листа у гибридов и их исходных форм, расположив их в
следующем порядке: острая (L. annua) – заостренная (F1 annua х rediviva) –
заостренно-округлая (F1 rediviva х annua) – округлая (L. rediviva). Реципрокные
отличия указывают на наличие в данном случае цитоплазматического
наследования.
Одним из основных отличий между видами рода лунник является их тип
развития. Лунник однолетний развивается по однолетнему типу, а лунник оживающий является многолетним видом. На рис. 1 видно, что на момент цветения
однолетнего вида гибриды обеих комбинаций не цвели. На этом основании был
сделан вывод о доминировании у гибридов многолетнего типа развития над однолетним
Как уже отмечалось, данных по генетике этой культуры в литературе
практически не встречается. Нами установлено, что моногенно и рецессивно наследовалась белая окраска венчика при скрещивании белоцветковых растений с
фиолетово цветковыми образцами [11]. В F2 гибрида L. rediviva x L. annua наблюдалось появление растений, несущих хлорофилльное изменение типа
«albina». Данная мутация была летальной, рецессивной и контролировалась моногенно (табл. 2) [12].
Таблица 2 – Наследование некоторых признаков растениями лунника в F2
Фенотип растений
Нормальные растения
Растения с проявлением
исследуемого признака
Модель расщепления
χ 205 (df=1)=3,84
40
15
Количество зеленых растений и растений с изменением типа «albina»
51
16
3:1
0,15
3:1
0,19
Количество растений с фиолетовым и белым венчиком
Заключение. Суммируя вышесказанное, можно сделать ряд выводов:
1. У межвидовых гибридов лунника обнаружены существенные отличия в
наследовании признака «форма верхушки листа». Выявлено промежуточное наследование признака «длина крыла листа» и сверхдоминирование признаков
большей ширины и длины листа. При этом настоящий гетерозис варьирует от
5,3% до 18,4%.
2. Установлено доминирование многолетнего типа развития лунника над
однолетним.
3. Признаки «белая окраска венчика» и хлорофилльное изменение типа
«albina» являются рецессивными и наследуется моногенно.
30
VII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2013 г.
Литература
1. Определитель высших растений Украины / Д.Н. Доброчаева, М.И. Котов, Ю.Н. Прокудин и др. – Киев: Наукова думка, 1987. – 548 с.
2. Cook C. Effects of Feeding Lunaria Oil Rich in Nervonic and Erucic Acids
oh the Fatty Acid Compositions of Sphingomyelins from Erythrocytes, Liver, and Brain
of the Quaking Mouse Mutant / Claire Cook, Joan Barnett, Keith Coupland, John
Sargent // Lipids. – 1998. – V. 33, № 10. – P. 993-1000.
3. F. Dvorak. Chromosome Counts and Chromosome Morphology of Some
Selected Species / Frantisek Dvorak, Bozena Dadakova // Folia Geobotanica et
Phytotaxonomica. – 1984. - V. 19. – P. 41-70.
4. A. Krahulcova. Selected Chromosome Counts of the Chechoslovak Flora
III / Anna Krachulcova // Folia Geobotanica et Phytotaxonomica. – 1991. – V.26, № 3.
– P. 369-377.
5.
Бойка О.А., Лях В.О. Перші міжвидові гібриди лунарії. / О.А Бойка.,
В.О. Лях // Науково-технічний бюлетень Інституту олійних культур УААН. – 2009.
– № 14. – С. 8-14.
6. Бойкая Е.А., Лях В.А. Сравнение лунарий оживающей и однолетней
по некоторым морфологическим и физиологическим показателем./ Е.А. Бойкая,
В.А. Лях // Физиология и биохимия культурных растений. –2010. – Т. 42, №2. – С.
169-173.
7. Карпиносова Р.А. Садовые цветы от А до Я. /А.Р. Карпиносова, Т.С.
Русинова, Л.П. Вавилова – М.:АСТ «Астрель», 2005. – 319 с.
8. Beil G.M. Inheritance of quantitative characters in grain sorghum / M. Beil
R. E. Atkins // Jowa J Sci. – 1965. – Vol. 39, № 3. – P. 345-348.
9. Petr F.C. Genotypic correlations, dominance and heritability of
quantitative characters in oats / C. Petr, K.J. Frey // Crop Sci. – 1966. – V. 6, № 3, –
P. 259-262.
10. Лакин Ф.Ф. Биометрия: учебное пособие для биологических специальностей вузов./ Ф.Ф. Лакин. – Москва: Высшая школа, 1990. – 352 с.
11. Бойка О.А., Лях В.О. Успадкування ознаки біле забарвлення віночку в
лунарії /О.А. Бойка, В.О. Лях // Вісник Донецького Національного університету.
Серія А: Природничі науки. – 2009. – № 1. – С. 369-370.
12. Бойкая Е.А., Лях В.А. Наследование хлорофилльного изменения типа
«albina» у лунарии /Е.А. Бойкая, В.А. Лях // Вісник Запорізького національного
університету: Збірник наукових праць. Біологічні науки. – Запоріжжя: ЗНУ. – 2010.
– № 2. – С. 5-8.
INHERITANCE OF MORFPHOLOGICAL TRAITS
OF INTERSPECIFIC HYBRIDS OF HONESTY
Boykay E.A.
The inheritance of some traits of leaf morphology plant development type,
flower color and chlorophyll mutation of «albina» in the honesty interspecific hybrids of
reciprocal crossing combinations were studied.
The intermediate inheritance by F1 hybrids of the«length of leaf wing» trait
and overdominance of the traits of greater leaf width and leaf length was established.
The dominance of perennial development type over annual type and monogenic
control of this trait was established. The «white corolla color» trait and «albina»
mutation are recessive and have a monogenic control.
31