Реферат: Гаметоциды и их применение в селекции

--PAGE_BREAK--ногосинтетического пула ДйК, необходимого для нормаль­ного развития материнской клетки пыльцы и микроспор. На­рушение деятельности тапетума при снабжеаии питательным ^материалом спорогенной ткани, вызванное различными при­чинами, обусловливает начало процессов деградации мате­ринской клетки пыльцы [134, 137].

Цитологические исследования пыльников растений с аук-син-индуцированной стерильностью, выращенных при про­должительном освещении, показали, что химические и физи­ческие факторы могут способствовать преждевременному де-генерированию тапетума с последующим снижением нормаль­ного передвижения питательного материала к спорогенной ткани. В процессе нормального развития пыльцы в начальных (самых ранних) этапах микроспорогенеза ткани тапетума разрастаются и только после завершения формирования мик­роспор в материнской клетке пыльцы дегенерируют. При гор­мональной индукции мужской стерильности гиббереллином (ГКз) и в условиях длительного естественного освещения

•отмечена обратная корреляция во взаимодействии микроспор.и тапетума. Большинство микроспор становятся крупными, сильно вакуолизированньши, с ядром, прижатым к клеточной.стенке. Клетки тапетума образуют плотную оболочку вокруг

•полости пыльцевого мешка. Часть микроспор дегенерирует до вакуолизации, но большее их количество абортируется при цветении [94].

Аберрация микроспорогенеза в результате продленного дня, по-видимому, связана с ранним распадом клеток тапету­ма. Подобный эффект может быть достигнут путем обработ­ки ауксином, высокая концентрация которого обнаружена в тканях растений при длительном фотопериоде [78]. Это под­тверждает гипотезу о влиянии фотопериода на пол путем ре­гуляции метаболизма ауксинов в растительных тканях [84, 88].

Считают также, что нарушение функций тапетума в пита­нии развивающихся микроспор не является непосредственной и единственной причиной абортивности пыльцы [46, 107].

При сравнительных исследованиях пыльцы и развития

•пыльников линий пшеницы с ЦМС и нормальных растений установлено, что деградативные процессы в развивающихся пыльцевых зернах начинаются с несбалансированного поступ­ления питательных веществ в тапетум в результате наруше­ний функциональной активности васкулярной системы тычи­ночных нитей [31, 32, 87]. Последние у стерильных растений имели слабо дифференцированные васкулярные тяжи (либо они отсутствовали), в то время как у нормальных тычинок сосудистые элементы были хорошо дифференцированы на

9







--PAGE_BREAK--лиаа [8, 26, 43].

При сравнительных исследованиях мужской стерильности у различных видов растений отмечены изменения в соотно­шении отдельных аминокислот в аминокислотном пуле. Коли­чественный и качественный состав аминокислот обусловлены механизмами цитоплазматической регуляции и спецификой метаболизма растения. Так, в стерильных пыльниках сорго по сравнению с фертильными установлена анормальная акку^-муляция глицина и заниженное содержание аспарагиновой.кислоты, серина и аланина. М. W. Brooks, J. S. Brooksи -L. Chien[52] считают, что в данном случае специфическим признаком, обусловливающим мужскую стерильность, явля­ется блокирование глицина в синтезе пурина. У других ли­ний сорго с ЦМС обнаружено повышенное содержание трео-нина по сравнению с фертильными растениями. Пыльники последних включали больше аланина, глутаминовой кислоты и тирозина [43]. Вероятно, от типа стерильности и этапа, на котором возникают нарушения в синтетических процессах.клетки, зависит накопление или ингибирование образования определенных аминокислот.

.Сравнительные исследования содержания аминокислот у различных растений с разными формами мужской стериль­ности (функциональной, цитоплазматической и ядерной) по­казали, что во всех случаях было высокое содержание аспа-рагина' и низкое — пролина по сравнению с фертильными растениями [26, 43, 46]. Последующие эксперименты подтвер-

16










--PAGE_BREAK--ПОСТУПЛЕНИЕ В РАСТЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В НИХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Для успешного поиска химических соединений, обладаю­щих высокой селективностью гаметоцидного действия, необ­ходима информация о поступлении и распределении экзрген-но наносимого на стебли и листья препарата. Степень поступ­ления и скорость распределения химических соединений зави­сят от морфо-физиологических особенностей листовой плас­тинки, химических характеристик наносимого препарата, ок­ружающих условий и других факторов. У различных видов культурных растений, с которыми проводили эксперименты с целью химической индукции мужской стерильности, в зна­чительной степени варьирует толщина кутикулы и соотноше­ние ее компонентов (воск, кутан, пектин, целлюлоза), а так­же внешняя эпидермальная оболочка [44, 56, 60, 65, 69, 75].

С помощью химических методов анализа исследовали ку-тикулярный слой листьев 24 видов овощных и плодовых куль­тур [77]. Установлено разнообразие в составе и соотношении веществ листовой поверхности и значительные различия в толщине и составе мембраны кутикулы. Однако основные структурные компоненты кутикулы характерны для всех рас­тений. Кут.ин представляет собой полимолекулярную сеть гид-рокси-карбокоильных кислот с простыми и сложными эфир­ными связями. С кутанным матриксом связаны полисахар.иды и кутикулярный и этикулярный воск, богатый алканами. Так как в кутикуле имеются полярные и неполярные группы, она обладает как гидрофильными, так и липофильными свойства­ми [45].

Одним из важных факторов, определяющих степень эф­фективности действия гаметоцида, является зависимость его. активности от климатических и погодных условий, которые необходимо учитывать при разработке доз и концентраций для конкретных возделываемых культур и представляющих их сортов. Однако до сих пор не удалось установить четких взаимосвязей между влиянием условий среды и проницаемо­стью листовой поверхности, хотя развитие кутикулы коррели-

23






--PAGE_BREAK--ПРИМЕНЕНИЕ ГАМЕТОЦИДОВ(КОНЦЕНТРАЦИИ, ДОЗЫ И СРОКИ ОБРАБОТКИ)

Химические препараты как источники гаметоцидной ак­тивности были выделены из биологически активных веществ различного физиологического действия (ростактивирующие ве­щества, ретарданты, гербициды, растительные гормоны.и гор-моноподобные вещества и т. п.). Среди хорошо известных физиологически активных соединений гаметоцидная актив­ность была обнаружена у веществ, обладающих ретардант-к'ыми свойствами: этрела (этефон) — 2-хлорэтилфосфоновая кислота, далапона — 2,2-дихлорпро.пионовая кислота, ГМК.

Некоторые соединения, кроме фирменных названий, полу­чили определенные шифры как вещества, проявившие гамето-цидные свойства: мендок, или FW-450 (2,3-дихлоризомасля-ная кислота), FW-676 (кальциевая соль 2,3-дихлоризомасля-ной кислоты), G-315 (магниевая соль 2,3-дихлоризомасляной кислоты), u'niroyalD-513 (пропаргил 2-октосульфит), OCDP[N(р-алорфенил) — 2,4-диметил-6-оксо-3,6-дигидроникоти'новая кислота], RH-531 [натриевая соль 1-(р-хлорфенил)-1,2-дигид-ро-4,6-ди'метил-2-оксоникотино'вая кислота].

Первые опыты с применением этрела в качестве гаметоци­да для мягкой пшеницы были выполнены в 1961 г. К. В. Por­terи A. F. Weise[116]. Предварительные эксперименты в ве­гетационных сосудах с сортами мягкой яровой пшеницы Marledи Thatcherдали обнадеживающие результаты. При обработке растений в фазы кущения, выхода в трубку и коло­шения растворами в концентрации 100, 250, 500, 750, 1000, 2000 и 2500 мг/кг из расчета 30 мл на сосуд с тремя растени­ями было установлено, что этрел, начиная с дозы 750 мг/кг, индуцировал 100%-ную стерильность у сорта Marfed. В этих

29








--PAGE_BREAK--37







--PAGE_BREAK--Л ИТЕРАТУРА

1!.. Анащенко А. В. Достижения и перспективы селекции подсолнеч­ника. М., ВНИИТЭИСХ, 1977, 53 с.

2. Б а л и н а Н. В. Действие повышенных температур на рост пыльце-.вых трубок. — Физиология растении, 1976, т. 23, № 4, с. 805—8Я1.

3'. Барская Е. И., Балина Н. В. О роли каллозы в пыльниках ра­стении. — Физиология растении, 1977, т. 18, № 4, с. 716—721.

4. Барская Е. И., Балина Н. В.,.К а наш Е. В. Влияние засухи на динамику каллозы в пыльниках растений. — Доклады АН СССР, 1973.т. 208, № 2, с. 476—478.

5. Батыгина Т. Б. Эмбриология пшеницы. Л., «Колос», 1974, 206 с.

6. Борисенко Л. Р., Дмитриева А. Н. Окислительно-восстано­вительные процессы у форм пшеницы с цитопаазматической мужской сте­рильностью. — Селекция и семеноводство… Киев, «Урожай», 1975, вып. 30, с. 69-75.

7. Брежнев Д. Д., Шмарае® Г. Е. Селекция растенийв США. М., «Колос», 1972, 296 с.

8. Б р и т и к о в Е. А. Биологическая роль пролина. М., «Наука», 1975, 87 с..

9. Буш Г., Кнехт М., О л сон М., С т арбу к В. К. Современное состояние исследований белков ядрышка. — В кн.: Клеточное ядро, мор-фолотия, физиология, биохимия. М., «Наука», 1972, с. 99—1!12.

10. Воеводин А. В., Н е в з о р о в а Л. И. Различия в действии 2,4Д и симазина на фосфорный обмен гороха и некоторых злаков. — Ме-.ханиэм действия гербицидов и синтетических.регуляторов и их судьба в биосфере. Х Международный симпозиум. Пущино. Издательство АН СССР, '1975, ч. 1, с. 67—70.

М. Вольте ц А. П., Пальченко Л. А. О взаимодействии герби­цидов с фитогормонами. — Доклады АН БССР, 1972, т. 16, № 10, с. 930— 933.

'12. Волы не ц А. П., Пальченко Л. А. Изменения фенольного комплекса растении при воздействии гербицидами. — Механизм действия гербицидов и синтетических регуляторов и их судьба в биосфере. — Х Международный симпозиум… Пущино. Издательство АН СССР, 1975, ч 1 с. 97—100.

J3. Деева В. П., Шелег 3. И. О механизме действия .'производных алифатических 'карбоновых кислот. — Механизм действия гербицидов и синтетических регуляторов и их судьба в биосфере. Х Международный симпозиум. Пущино. Издательство АН СССР, 1975, ч. 1, с. 60—64.

14. Дельштедт Р., Хюбнер Г., Хиршберг К. Связывание аук­синов с белками мембран проростков. — Механизм действия гербицидов и синтетических регуляторов роста растений и их судьба в биосфере. Х Международный симпозиум. Пущино. Издательство АН СССР 1975 ч. 1,_с. 54—57.

15. Дмитриева А. Н., Борисенко Я. 'В. Некоторые биохимиче­ские особенности ЦМС и восстановление фертильности у пшеницы. — Вестник сельскохозяйственной науки Украинской академии сельскохозяй­ственных наук. Харьков. Издательство АН УССР, 1973, № 1, с. 39—40.

44



--PAGE_BREAK--