Variability of Rice Haploids Obtained From In Vitro Anther Culture

Ilyushko, M. V.; Romashova, M. V.

doi:10.3103/s1068367419030108

Cited by 7 publications

(10 citation statements)

References 11 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Despite the fact that haploid plants are extremely sterile, when pollinated with normal pollen from diploid plants, they produce seeds, although in insignificant quantities (Khokhlov et al, 1976). This is indirectly confirmed by the fact that few (two to three) plants with single seeds appear on callus androgenic lines with multiple regeneration of haploids (Ilyushko, Romashova, 2019), which are probably formed through megasporogenesis and microsporogenesis according to the 0-n type with subsequent self-pollination. Aneuhaploid evolution explains the intraspecific variability of chromosome numbers among plant species with low ploidy.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 78%

“…This was not observed among doubled haploids obtained from varietal plants. Variability of intracallus morphological features in varietal haploids was always accompanied by a decrease in the values of morphological features with an increase in the serial number (Ilyushko, Romashova, 2019). In some callus lines (459.1.2 and 124.2.2) in the second or third group in hybrid haploids the number of panicles per plant and the number of flowers per panicle increased.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 94%

See 1 more Smart Citation

Variability of morphological features and nuclear DNA content in haploids and doubled haploids of androgenic callus lines of rice (<I>Oryza sativa</I> L.)

Ilyushko¹,

Skaptsov

Romashova³

2022

Trudy po prikladnoy botanike, genetike i selektsii

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The work is relevant for understanding evolutionary processes in plant species. Twelve callus lines with multiple regeneration of haploids and doubled haploids were obtained in F1 hybrids of Oryza sativa L. through in vitro androgenesis. Intracallus variability of the morphological features of haploids was often accompanied by a decrease in the values of morphological features with an increase in the serial number (p < 0.05). The number of panicles on a plant and the number of flowers on a panicle on two callus lines in the second or third group were increased. No variability was detected in five callus lines, i.e., such a phenomenon was not a rule. The nuclear DNA content of doubled haploids in four groups of the same callus line was 1.03– 1.09 pg, and for haploids it was 0.53–0.58 pg. Intracallus variability of nuclear DNA content was detected between groups of haploids of the same line and among doubled haploids of the same line. Significant differences were found between the haploids of one callus line and the three other callus lines of the Sadko × Kuboyar hybrid towards an increase of nuclear DNA content (p < 0.0015). The theoretical possibility of the appearance of intraspecific variability among plants with a small number of chromosomes is considered. A scheme of genomic reorganization is proposed for such species: initial plant (2n) → aneuhaploid plants (n + 1) → megasporogenesis and microsporogenesis of the 0-n type, formation of fertile pollen (n + 1) → diploid plant (2n + 2). Aneuhaploid evolution explains the intraspecific variability of chromosome numbers among plant species with low ploidy. Aneuploid technologies can help in the artificial formation of new polyploid crops, and rice is given a primary role.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 78%

Section: Discussionmentioning

confidence: 94%

Variability of morphological features and nuclear DNA content in haploids and doubled haploids of androgenic callus lines of rice (<I>Oryza sativa</I> L.)

Ilyushko¹,

Skaptsov

Romashova³

2022

Trudy po prikladnoy botanike, genetike i selektsii

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Наблюдается отклонение от ожидаемого расщепления по молекулярным маркерам (24). И если у ячменя, культивируемого через микроспоры, получают до 50 регенерантов с пыльника (25), то у риса, формирующего каллус, в отдельных случаях образуется несколько сот гаплоидных растений или более 120 удвоенных гаплоидов (26). Встречаются каллусы (17 %) с малочисленными (до 18 шт.)…”

unclassified

INTRA-CALLUS VARIABILITY FOR RICE BLAST RESISTANCE GENES IN Oryza sativa L. INDICATED BY GENETIC ANALYSIS OF ANDROGENIC DOUBLED HAPLOIDS

Ilyushko¹

2023

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Культивирование in vitro клеток и тканей сельскохозяйственных культур по назначению условно можно разделить на две группы: для получения генетически измененного исходного селекционного материала и для массового клонирования уже существующих форм и сортов. Андрогенез in vitro позволяет направить развитие микроспоры с гаметофитного пути на спорофитный с формированием удвоенных гаплоидов (doubled haploids, DHs) у диплоидных видов либо фиксацией дигаплоидов (полигаплоидов) у тетраплоидных видов, которые широко применяются в селекции растений. Вариабельность растений, полученных в культуре пыльников или микроспор с одного растения-донора, в большей степени изучена на геномном и хромосомном уровне, поскольку исследователей и селекционеров в первую очередь интересует спонтанное удвоение хромосом и, как следствие, полностью гомозиготное фертильное потомство. В настоящей работе впервые выявлена частота внутрикаллусной генетической изменчивости удвоенных гаплоидов риса Oryza sativa L., полученных в андрогенезе in vitro гибридных растений, с использованием генов устойчивости к пирикуляриозу семейства Pi (по двум и трем генам). Показано отсутствие значительного возрастания внутрикаллусной генетической изменчивости при увеличении числа детектированных генов. Мы изучили частоту возникновения внутрикаллусной изменчивости в андрогенезе in vitro у риса с целью определения степени генетической однородности удвоенных гаплоидов (DHs) от одного пыльника. Исследования проведены на удвоенных гаплоидах, полученных в андрогенезе in vitro у 13 гибридов F1 и одного гибрида F2 риса O. sativa. Выполнен молекулярно-генетический анализ 1271 растения (83 каллусных линии) на наличие аллелей устойчивости/восприимчивости следующих генов устойчивости риса к Pyricularia oryzae Cav. [Magnaporthe grisea (Hebert Barr.)]: Pi-z, Pi-b, Pi-1, Pi-2, Pi-ta. У удвоенных гаплоидов идентифицировали один-четыре гена в зависимости от наличия гетерозигот в исходных гибридах. При определении одного гена у DHs частота появления вариабельных каллусных линий составляет 24,0 %, по двум генам полиморфизм встречается среди 47,7 % каллусов, по трем генам полиморфны 62,5 % каллусных линий. У одной каллусной линии представлено не более четырех комбинации аллелей генов устойчивости к пирикуляриозу риса. Различия по частоте мономорфных каллусных линий, детектированных по одному, двум и трем генам, отсутствуют (χ 2 = 0,21-0,95, р = 0,33-0,65). У одной каллусной линии с одинаковой комбинацией аллелей устойчивости двух генов сформировалось до 66 растений, с одинаковой комбинацией аллелей трех генов -до 18 растений. Зависимость полиморфизма от числа удвоенных гаплоидов на каллусной линии отсутствовала: коэффициент корреляции между числом аллелей одного гена и числом DHsr = 0,14, между числом комбинаций аллелей по двум генам и DHs r = 0,25, между числом комбинаций аллелей по трем генам и DHs r = 0,35 (р < 0,05). Выявлена низкая внутрикаллусная генетическая изменчивость удвоенных гаплоидов риса в андрогенезе in vitro, обусловленная гаметоклональной вариабельностью. Таким образом,...

show abstract

“…Вопросы внутрисортовой/внутригибридной и внутрикаллусной изменчивости остаются малоизученными. По комплексу количественных признаков на сорте риса Каскад показаны достоверные различия между удвоенными гаплоидами двух каллусных линий, полученных из двух пыльников (9).…”

unclassified

ВНУТРИКАЛЛУСНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ УДВОЕННЫХ ГАПЛОИДОВ РИСА, ПОЛУЧЕННЫХ В АНДРОГЕНЕЗЕ in vitro

Илюшко¹

2020

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Андрогенез in vitro-один из ведущих методов при создании исходного материала для селекции сельскохозяйственных культур. Многие селекционеры считают семенное потомство любого удвоенного гаплоида новой линией вне зависимости от того, с какого каллуса она получена. Однако в полевых условиях линии с одного каллуса часто выглядят одинаково и выбраковываются. Известно около 100 генов устойчивости к грибному возбудителю пирикуляриоза риса Pyricularia oryzae Cav. [Magnaporthe grisea (Hebert Barr.)]. В число наиболее актуальных генов для российского Дальнего Востока входят Pi-ta и Pi-ta 2. В настоящей работе впервые выявлен внутрикаллусный морфологический полиморфизм и генетическая вариабельность удвоенных гаплоидов риса Oryza sativa L., полученных в андрогенезе in vitro гибридного растения, по генам устойчивости к пирикуляриозу Pi-ta и Pi-ta 2 вследствие гаметоклональной и сомаклональной изменчивости. Впервые среди удвоенных гаплоидов одной каллусной линии продемонстрирована мономорфность (отсутствие генетической вариабельности), обусловленная клональным размножением (митотическим делением) клеток каллуса. Целью нашей работы было изучение внутрикаллусной морфологической и генетической изменчивости удвоенных гаплоидов риса Oryza sativa L., полученных в андрогенезе in vitro гибридного растения. Опыты проводили в ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки (Россия) и Институте селекции зерновых культур Хейлунцзянской академии сельскохозяйственных наук (Китай) в 2017-2018 годах. В качестве исходного растения для получения удвоенных гаплоидов риса использовали гибрид F1 сортов Дон 4237 ½ Долинный. Сорт Долинный служит носителем аллелей генов Pi-ta и Pi-ta 2 , определяющих устойчивость к пирикуляриозу. В культуру in vitro было введено 386 гибридных пыльников. Каллусообразование составило 17,1 %. Сформировалось 18 каллусных линий с зелеными регенерантами, из которых для эксперимента отобрали шесть. По два семени каждой линии удвоенных гаплоидов высевали в почвогрунт в пластиковых стаканчиках и выращивали в условиях культуральной комнаты при 24 С, 5000 лк и режиме 16 ч (день)/8 ч (ночь). Через 90 сут после посева одно растение срезали и определяли окраску среза (наличие/отсутствие антоцианового пигмента). Отмечали следующие фазы роста и развития растений: поздняя стадия кущения, выход в трубку, выметывание, цветение. Удвоенные гаплоиды, находящиеся на первых двух указанных стадиях, были объединены в группу поздних. Ранними считали растения, достигшие фазы выметывания и цветения. После созревания отмечали дискретные признаки: наличие или отсутствие остей, их длину и окраску. ДНК выделяли из свежих листьев СТАВ-методом. Качество и количество ДНК определяли методом электрофореза в 1,0 % агарозном геле. Аллели генов Pi-ta и Pi-ta 2 , определяющие устойчивость к пирикуляриозу, выявляли методом полимеразной цепной реакции. В качестве позитивного контроля для гена Pi-ta использовали растения китайского моногенного сорта K12, для гена Pi-ta 2-сорта K27. Установлено, что удвоенные гаплоиды двух каллусных линий 7.2.2 и 21.2.1 б...

show abstract

Variability of Rice Haploids Obtained From In Vitro Anther Culture

Cited by 7 publications

References 11 publications

Variability of morphological features and nuclear DNA content in haploids and doubled haploids of androgenic callus lines of rice (<I>Oryza sativa</I> L.)

Variability of morphological features and nuclear DNA content in haploids and doubled haploids of androgenic callus lines of rice (<I>Oryza sativa</I> L.)

INTRA-CALLUS VARIABILITY FOR RICE BLAST RESISTANCE GENES IN Oryza sativa L. INDICATED BY GENETIC ANALYSIS OF ANDROGENIC DOUBLED HAPLOIDS

ВНУТРИКАЛЛУСНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ УДВОЕННЫХ ГАПЛОИДОВ РИСА, ПОЛУЧЕННЫХ В АНДРОГЕНЕЗЕ in vitro

Contact Info

Product

Resources

About