КОЛХИЦИНИРОВАНИЕ – ОДИН ИЗ СПОСОБОВ ПОЛИПЛОИДИЗАЦИИ ЛИЛИЙ

1

• Авторы
• Файлы

Лабунская Н.А. Сорокопудова О.А. Статья в формате PDF 192 KB

В роде Lilium L. около 100 видов, которые эволюционировали в природе и культуре в основном на диплоидном уровне. У большинства из цитологически исследованных видов 2n=24, и только у L. lancifolium Thunb., L. rhodopaeum Delip., L. szovitsianum Fisch. et Ave-Lall. в природе обнаружены триплоидные (3n=36) цитотипы [1].

Перспективным направлением в селекции лилий является полиплоидизация. Обработав семена, чешуи, проростки, точки роста, цветки специальными химическими веществами или воздействием физических приемов в определенной фазе развития растения (температура, влажность воздуха и т.д.), можно вызвать генетические изменения в клетках растения, когда в них меняется число хромосом [2].

Тетраплоиды отличаются от исходных диплоидных особей по следующим признакам: более плотные (толстые) листочки околоцветника и листьев, прочный, твердый стебель (обуславливают более долгую сохранность цветоносного побега в срезке), устойчивость к нeблагоприятным факторам окружающей среды, в том числе к вирусным болезням, высокая продуктивность. У полиплоидных лилий больше пыльца (по размеру) и устьица листьев. К существенным преимуществам тетраплоидов относится и то, что трудности, которые возникают при скрещивании отдаленных групп (разделов) лилий, легче преодолеть на уровне тетраплоидов, чем диплоидов [1, 3, 4].

Чаще всего для получения полиплоидных форм применяется алкалоид колхицин. Колхицин относится к так называемым ядам веретена: он парализует веретено деления, вследствие чего становится невозможным расхождения дочерних хромосом к полюсам и они остаются в одной клетке. В результате образуется клетка с удвоенным числом хромосом [1].

Надо достичь того, чтобы в клетку, которая делится, попало такое количество алкалоида, которое могло бы блокировать деление хромосом в нужной фазе. Если колхицина мало, его влияние не проявится или, в исключительном случае, появятся анеуплоидные клетки. Однако, в большинстве случаев применяется достаточно высокая концентрация колхицина, так что чаще всего происходит передозирование. Известно, что воздействие колхицина улучшается при высоком pH, то есть в растворе со слабо щелочной реакцией. Повышение температуры раствора отрицательно влияет на действие колхицина [2].

Весной 2006 г. в ботаническом саду Природного парка «Нежеголь» Белгородского госуниверситета для получения полиплоидных форм были отобраны сорта лилий различного происхождения, включая ЛА (Longiflorum/Asiatic) гибриды (Royal Delight, Royal Sunset, Algarve, Spirit и др.), Азиатские гибриды (Аэлита, Отрада, Новелла, Желтая птица и др.), Трубчатый гибрид, Lilium henryi Baker. Чешуи были сняты с луковиц и помещены во влажные и теплые условия. На 10-й день после образования каллуса основания чешуй погружали в 0,05 % раствор колхицина на 6 часов [5], затем промывали 3 раза дистиллированной водой и вновь выдерживали во влажных, теплых условиях с целью дальнейшего образования луковиц-деток. После колхицинирования на 5-й день на внутренней базальной части чешуй было заметно образование луковичек, кроме вида L. henryi, сортов Эмблема и Отрада, у которых луковички образовывались позже.

Часть сформировавшихся луковиц-деток была со специфическим строением, свойственным полиплоидам - чешуи, особенно нижние, визуально короче и с более широким основанием, форма зачаточной почки не удлиненная, а в виде «розочки». Спустя 1,5 месяца после колхицинирования чешуи с образовавшимися луковицами-детками были высажены в открытый грунт.

Через год после посадки луковичек отросшие растения находились в различных возрастных состояниях - ювенильном, вергинильном или молодом генеративном (Отрада, Royal Delight, Новелла). Особи сорта Отрада, обработанные колхицином, имели более крупные и плотные листья, лепестки околоцветника, пестик по сравнению с исходной диплоидной формой. Анализ длины замыкающих клеток устьиц (ДЗКУ) выявил: у диплоидных растений сорта Отрада средние параметры ДЗКУ были равны 66 мкм, у колхицинированных особей на том же сорте - на 48,5 % больше (98 мкм).

Генеративные экспериментальные особи сортов Royal Delight и Новелла в первый год цветения не проявили ярко выраженных отличительных признаков по сравнению с исходными формами. Не обнаружено контрастных различий и по ДЗКУ. Молодые особи других сортов по признаку плоидности не анализировали.

Таким образом, из растений, развившихся в результате обработке чешуй раствором колхицина, особи сорта Отрада отличались от исходных форм некоторыми морфологическими, анатомическими признаками и уровнем плоидности, имели короткий прегенеративный период (зацвели на следующий год после посадки луковичек). Некоторые экспериментальные особи сортов Royal Delight и Новелла не отличались от исходных. По-видимому, полиплоидные луковицы-детки обладали невысокой жизненностью и зимостойкостью; в основном, отрастали побеги из луковичек, не подвергшихся полиплоидизации. Растениям, сформировавшиеся при участии колхицина, следует обеспечивать более благоприятные для роста и развития условия.

Для увеличения выхода полиплоидных луковиц-деток следует индивидуально к каждому виду или сорту подбирать сроки обработки чешуй раствором колхицина (на какой день после их отделения от донца).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Матвеева Т.С. Полиплоидные декоративные растения. Однодольные. Л.: Наука, 1980. 300 с.
2. Лилии. Тула: Издательско-полиграфическое объединение «Лев Толстой», 1992. 32 с.
3. Andersen K. Lecture of Peter Schenk // The Lily Yeabook of the NALS. Altona, 1989. N 42. P. 16-17.
4. Schenk P.C. New directions with polyploids in Asiatic and Oriental Lilies // Lily Yearbook. Altona, 1987. N 40. P. 6-12.
5. Сорокорудова О.А. Биологические особенности лилий в Сибири. Белгород: Изд-во БелГУ, 2005. 244с.

Работа представлена на международную научную конференцию «Секция Молодых ученых, студентов и специалистов», 9-16 сентября 2007 года Италия (Римини). Поступила в редакцию 07.08.2007г.

---