AGRIS - 

2012

Ehl'konin, L.A., Research and Development Inst. of Agriculture of the South-East, Saratov

The data on cytoplasmic and nuclear mutations controlling development of male generative structures in sorghum and other cereal cops (rice, wheat), which are regulated by environmental factors, such as temperature, water availability, photoperiod length are summarized. In some of these mutants, the level of male fertility varies considerably during plant ontogenesis. A possibility of simple and non-expensive methods of obtaining of heterotic F1 hybrids using such mutants with ontogenetically-regulated male sterility is shown. The data on regulation of fertility-restoring genes for several types of CMS-inducing cytoplasms of sorghum (9E, A4, M35-1A) by water availability conditions at microsporogenesis stage are presented. The examples of heritable reversions to male fertility in sorghum hybrids with the 9E CMS type grown in the experimental plot with additional watering or after transferring from field conditions to greenhouse are shown. Fertility reversions were observed not only in the F1 hybrids but also in male-sterile individuals segregating in the F2 families as recessives. Male fertility induced by high level of water availability conditions inherited and expressed in the progeny of fertility revertants that were grown in "non-inductive" conditions (in field conditions or in the "dry plot"). In majority of cases induced fertility was not transferred through the pollen but in some cases fertility revertants restored fertility of F1 hybrids in crosses with CMS-lines in the 9E cytoplasm. The hypothesis is suggested that the dominant state of fertility-restoring genes in the 9E CMS-inducing cytoplasm of sorghum is conditioned by epigenetic changes appearing by the influence of sufficient level of water availability. This state is transmitted to self-pollination progenies but in the "new" genetic background – in F1 or BC1 hybrid genome – it might be established de novo and only under sufficient level of water availability. | Представлены данные о цитоплазматических и ядерных мутациях, контролирующих развитие мужской генеративной сферы у сорго, а также у других злаковых культур (риса, пшеницы), проявление которых регулируется факторами внешней среды, а именно температурой, влагообеспеченностью, длиной фотопериода. У таких мутантов в процессе онтогенеза уровень фертильности варьирует в широких пределах. Показана возможность создания на основе мутантов сорго с онтогенетически варьирующей мужской стерильностью простых и дешевых способов получения гетерозисных гибридов F1. Описаны факты, доказывающие регуляторное влияние условий влагообеспеченности растений на этапе микроспорогенеза на функционирование генов-восстановителей некоторых типов стерильных цитоплазм сорго (9Е, А4, М35-1А). Приведены примеры индукции наследуемой реверсии к мужской фертильности у гибридов сорго с ЦМС типа 9Е при выращивании на опытной делянке с дополнительным поливом, а также при переносе стерильных гибридов в условия теплицы. При этом реверсия наблюдалась не только у гибридов F1, но и стерильных растений из семей F2, выщеплявшихся в виде рецессивного класса. Индуцированная высоким уровнем влагообеспеченности мужская фертильность наследовалась и проявлялась в потомстве фертильных ревертантов, выращенных в неиндуктивных условиях (в «засушнике»), но в большинстве случаев не передавалась через пыльцу. Для объяснения этого явления высказана гипотеза, согласно которой доминантный статус гена-восстановителя обусловливается эпигенетическими изменениями, возникающими под действием достаточного режима увлажнения; этот статус наследуется при самоопылении, однако в новом гибридном геноме – в F1 или в BC1 (тест-кроссе) – он устанавливается de novo при наличии оптимального уровня влагообеспеченности.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation