Генетический Анализ признака клейстогамии у хлопчатника

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

2006, том 49, №4

ГЕНЕТИКА

УДК 575.23:633.51

М.Н.Негматов

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИЗНАКА КЛЕЙСТОГАМИИ

У ХЛОПЧАТНИКА

Успех любой генетико-селекционной работы в значительной степени зависит от наличия хорошо изученного и генетически-однородного селекционного материала. В настоящее время для создания генетически-однородного исходного селекционного материала широко применяется метод инцухтирования сортов и линий хлопчатника путем искусственной изоляции цветков [1].

Однако создаваемый этим методом гомозиготный материал требует постоянного продолжения инцухтирования из поколения в поколение (для сохранения чистолинейности) и, тем самым, этот процесс значительно усложняется.

В этой связи пока единственно возможным способом получения потомства от строгого самоопыления и самооплодотворения без искусственной изоляции цветков является использование форм и линий хлопчатника с клейстогамным типом цветка [2-4].

В научной литературе термином «клейстогамия» обозначается такое состояние цветков, когда они не раскрываются, но образуют плоды и семена.

Клейстогамные цветки напоминают бутоны (рис.1), их органы несколько редуцированы, пыльца прорастает, будучи заключенной в пыльниках, обеспечивая самоопыление.

Хазмогамные цветки имеют ярко выраженный анемофильный или энтомофильный облик и им свойственны приспособления, обеспечивающие ксеногамию (рис.2).

В настоящей работе приводятся результаты изучения характера наследования признака клейстогамии у хлопчатника.

Рис. 1. Клейстогамный цветок.

Материал и методы

Объектами исследования служили линия КЛ-3 с клейстогамным типом цветка, полученная нами методом инбридинга из популяций сорта 9906-И [3] и линии Л-3, Л-70, Л-501, Л-601 из генетической коллекции хлопчатника [1] Ташкентского государственного университета (Узбекистан). Эти линии были любезно предоставлены в наше распоряжение академиком АН Республики Узбекистан Д.А.Мусаевым.

Для изучения генетической структуры и характера наследования признака клейстогамии нами было проведено скрещивание линии КЛ-3 в следующих комбинациях: КЛ-3 х 9906-И, 9906-И х КЛ-3, КЛ-З х Л-3, Л-3 х КЛ-3, КЛ-3 х Л-501, КЛ-3 х Л-601, КЛ-3 х Л-70.

Опыты проводились в Согдийском филиале Таджикского научно-исследовательского института земледелия НПО «Зироаткор» им. акад. А.Н.Максумова Таджикской академии сельскохозяйственных наук.

Посев родительских форм и гибридов проводился рендомизированно в трехкратной повторности с соблюдением методики по закладке полевых опытов [5] и проведению генетико-селекционных исследований с хлопчатником [6]. Растения для генетических экспериментов выращивались согласно агрорекомендациям Министерства сельского хозяйства Республики Таджикистан [7].

Результаты и обсуждение

Анализ гибридов Б1 вышеуказанных комбинаций скрещиваний показал, что признак клейстогамности линии КЛ-3 имеет рецессивную природу и контролируется ядерными генами, так как ни в одной из комбинаций скрещиваний в Б1 нами не были зафиксированы растения с клейстогамными цветками. Далее, для определения характера расщепления в Б2 было проведено инцухтирование цветков растений Б1. Кроме этого, было проведено скрещивание гибридов Б1 с обеими родительскими формами для получения Бв1.

Результаты анализа расщепления растений Б2 представлены в табл.1. Как видно из этих данных, в комбинации скрещивания КЛ-3 х 9906-И в Б2 было проанализировано 325

растений. Из этого числа 298 растений формировали хазмогамные цветки и 27 растений -клейстогамные.

Таблица 1

Анализ расщепления гибридов Б2 от скрещивания линии КЛ-3 с хазмогамными линиями

Комбинация скрещивания Число растений, шт. Фенотип цветка Отклонение 0-Е2 Е

хазмогамный клейстогамный 0-Е 0-Е2

факти- чески полу- ченное теорети- чески ожи- даемое факти- чески полу- ченное теорети- чески ожидае- мое

КЛ-Зх9906-И 325 298 305 27 20 ±7 49 Е=0,16+2,45=2,61

9906-ИхКЛ-3 362 332 340 30 22 ±8 64 Е=0,18+2,90=3,08

КЛ-3 хЛ-3 168 124 158 14 10 ±4 16 Е=0,10+1,60=1,70

Л-3хКЛ-3 34 31 32 3 2 ±1 1 Е=0,003+0,5=0,53

КЛ-3хЛ-501 364 338 341 26 23 ±3 9 Е=0,26+0,34=0,34

КЛ-3хЛ-601 279 259 261 20 18 ±2 4 Е=0,015+0,22=0,23

КЛ-3хЛ-70 348 329 326 19 22 ±3 9 Е=0,027+0,40=0,42

При обратном скрещивании (9906-И х КЛ-3) из числа 362 проанализированных растений 332 были хазмогамными и 30 растений - клейстогамными.

Примерно в таких же соотношениях расщеплялось потомство растений, полученных и от остальных комбинаций скрещиваний. Не трудно заметить, что во всех комбинациях скрещивания наблюдается расщепление, близкое к 15:1. Как известно, расщепление 15:1 наблюдается в том случае, если анализируемый признак контролируется двумя полимерными генами с аккумулятивным действием.

Если это так, то при анализирующем скрещивании гибридов Б1 с гомозиготной рецессивной формой (КЛ-3) в Бв1 мы должны получить расщепление, близкое к 3:1 (табл.2), а при их возвратном скрещивании (в случае скрещивания гибридов Б1 с доминантной гомозиготной родительской формой) все потомство Бв1 должно быть хазмогамным.

Данные, приведенные в табл.2, полностью подтверждают сделанное нами выше предположение, согласно которому признак клейстогамности у линии КЛ-3 контролируется двумя рецессивными полимерными генами.

Таким образом, подводя итоги проведенных исследований, можно заключить, что признак клейстогамии у изученных нами форм хлопчатника генетически детерминирован, имеет рецессивную природу и контролируется одной парой рецессивных генов (е§1 е§1 ; е§2 е§2) с аккумулятивным характером взаимодействия.

Таблица 2

Анализ расщепления потомства бэккроссов от скрещивания гибридов F1

с исходными родительскими формами

Гибридные комбинации Бв1 Число проанализированных растений, шт. Фенотип цветка Отклонение 0-Е2 Е

хазмогамный клейстогамный 0-Е 0-Е2

фактически полученное теоретически ожидаемое фактически полученное теоретически ожидаемое

(КЛ-Зх9906-И) х КЛ-3 156 120 117 36 39 ±3 9 Е=0,07+0,23=0,30

(КЛ-3х9906-И) х 9906-И 37 37 37

(9906-ИхКЛ-3) х 9906-И 120 86 90 34 30 ±4 16 Е=0,17+0,53=0,70

(9906-ИхКЛ-3) х КЛ-3 31 31 31

(КЛ-3хЛ-3) х КЛ-3 123 88 93 35 30 ±5 25 Е=0,26+0,83=1,09

(Л-3хКЛ-3) х КЛ-3 68 55 51 13 17 ±5 25 Е=0,49+1,47=1,96

(КЛ-ЗхЛ501) х КЛ-3 105 75 79 30 26 ±4 16 Е=0,20+0,61=0,81

(КЛ-3хЛ-501) х Л-501 86 86 86

(КЛ-3хЛ-601) х КЛ-3 132 104 99 28 33 ±5 25 Е=0,25+0,75=1,00

(КЛ-3хЛ-601) х Л-601 128 128 128

(КЛ-3хЛ-70) х КЛ-3 53 43 40 10 13 ±3 9 Е=0,027+0,40=0,42

Полученные в работе результаты могут быть использованы в решении многих фундаментальных и прикладных задач генетики и селекции хлопчатника, в частности при создании и поддержании генетической коллекции инбредных линий хлопчатника (G.hirsutum L., G.barbadense L.), сочетающих в себе клейстогамный тип цветка с улучшенными свойствами и хозяйственно-ценными признаками.

Худжандский научный центр Поступило 18.05.2006 г.

АН Республики Таджикистан

ЛИТЕРАТУРА

1. Мусаев Д.А. Генетическая коллекция хлопчатника и проблемы наследования признаков. Ташкент: ФАН, 1979, 162 с.

2. Негматов М.Н., Коваленко В.И., Атаев И.А. и др. - ДАН ТаджССР, 1981, т.24, №3, с. 61-64.

3. Негматов М.Н., Коваленко В.И., Атаев И.А. и др. - ДАН ТаджССР, 1984, т.27, № 2, с.39-42.

4. Негматов М.Н., Мероваршоев А.С., Атаев И.А. и др. - Второе Всесоюзное совещание по генетике развития: Тез.докл. - Ташкент, 1990, с. 116-117.

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985, 334 с.

6. Симонгулян Н.Г., Мухамедханов С.Р., Шафрин А.Н. Генетика, селекция и семеноводство хлопчатника. Ташкент: Мехнат, 1987, 318 с.

7. Научно-обоснованная система земледелия Таджикской ССР. Душанбе: Ирфон, 1984, 498 с.

М.Н.Неъматов

ТАХ,ЛИЛИ ГЕНЕТИКИИ АЛОМАТИ КЛЕЙСТОГАМИЯ ДАР РАСТАНИИ ПАХТА

Тахлили генетикии аломати клейстогамия бо усули чуфтикунонй нишон дод, ки хусусиятхои гули пушидаи худгардолудшаванда аз чониби як чуфт генхои полимерии маглубиятй (cgi cgi; cg2 cg2), ки хамбастагии аккумулятивй доранд, танзим мешаванд.

M.N.Negmatov

GENETIC ANALYSIS OF THE CLEISTOGAMY IN COTTON

Genetic analysis showed that the cleistogamous type of the flower in cotton is controlled by two recessive polymeric genes (cg1 cg1; cg2 cg2) with accumulative interaction.