Спорогенез у гібридів першого покоління від схрещування пшениці м’якої і ліній з інтрогресіями від Amblyopyrum muticum
DOI:
https://doi.org/10.18523/2617-4529.2021.4.13-20Ключові слова:
пшениця м’яка, інтрогресивні лінії Triticum aestivum / Amblyopyrum muticum, гібриди F1 від реципрокних схрещувань, мікроспорогенез, мікрогаметогенез, макроспорогенезАнотація
Гібридизація пшеничних ліній з фрагментами чужинного генетичного матеріалу (інтрогресивних) з сортами пшениці м’якої є ефективним засобом перенесення чужинних генів до геному сучасних сортів пшениці. Успіх такого перенесення залежить від перебігу процесів споро- та гаметогенезу гібридів F1, тому цитологічна оцінка цих процесів є обов’язковою для розуміння перспективності роботи з конкретними інтрогресивними лініями. Стадії мейозу та мікрогаметогенез вивчали на цитологічних препаратах, виготовлених з МКП та МКМ реципрокних гібридів F1 від схрещування сортів пшениці м’якої та пшеничних ліній інтрогресивного походження, геном яких містить чужинний генетичний матеріал від дикорослого родича пшениці Amblyopyrum muticum. Встановлено, що спорогенез у гібридів відбувається з порушеннями як у чоловічій, так і в жіночій статевих сферах. Замість 21 закритого бівалента хромосомні конфігурації за максимальної асоціації хромосом у М1 МКП можуть містити до 8 відкритих бівалентів, до 12 унівалентів, включати три- та квадриваленти. У А1 спостерігаються хроматиди, що відстають, у тетрадах реєструється до 5 мікроядер на клітину. Кількісні характеристики асоціації хромосом у М1 МКП не відрізняються для гібридів від реципрокних схрещувань, хоча гібриди від схрещувань, де інтрогресивні лінії є материнським компонентом схрещування, мають меншу частку клітин, позбавлених мікроядер, у порівнянні з альтернативним напрямком схрещування.
Посилання
- Li H, Zheng Q, Pretorius ZA, Li B, Tang D, Li Z. Establishment and characterization of new wheat-Thinopyrum ponticum addition and translocation lines with resistance to Ug99 races. J Genet Genomics. 2016 Sep 20;43(9):573–5. DOI: 10.1016/j.jgg.2016.07.004(2016)
- Riley R, Chapman V. Genetic control of the cytologically diploid behaviour of hexaploid wheat. Nature. 1985;182:713–5.
- He F, Xing P, Bao Y, Ren M, Liu S, Wang Y, Wang H. Chromosome pairing in hybrid progeny between Triticum aestivum and Elytrigia elongata. Front. Plant Sci. 2017. DOI: 10.3389/fpls.2017.02161
- Polgári D, Mihók E, Sági L. Composition and random elimination of paternal chromosomes in a large population of wheat × barley (Triticum aestivum L. × Hordeum vulgare L.) hybrids. Plant Cell Reports. 2019;38:767–75. DOI: 10.1007/s00299-019-02405-1
- Sanei M, Pickering R, Kumke K, Nasuda S, Houben A. Loss of centromeric histone H3 (CENH3) from centromeres precedes uniparental chromosome elimination in interspecific barley hybrids. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(33):E498-E505. DOI: 10.1073/pnas.1103190108
- Akera T, Trimm E, Lampson MA. Molecular strategies of meiotic cheating by selfish centromeres. Cell. 2019;178(5):1132–44. DOI: 10.1016/j.cell.2019.07.001
- McLaughlin RN, Malik HS. Genetic conflicts: the usual suspects and beyond. Journal of Experimental Biology. 2017;220:6–17.
- Xu X, Li L, Dong X, Jin W, Melchinger AE, Chen S. Gametophytic and zygotic selection leads to segregation distortion through in vivo induction of a maternal haploid in maize. Journal of Experimental Botany. 2013;64(4):1083–96.
- Sears ER. Misdivision of univalents in common wheat. Chromosoma. 1952;4(6):535–50.
- Zhirov EG. Wheat genomes: investigation and rearrangement [dissertation]. Krasnodar, Russia; Lukianenko Krasnodar Research Institute for Agriculture; 1989.
- Naranjo T. Variable Patterning of chromatin remodeling, telomere positioning, synapsis, and chiasma formation of individual rye chromosomes in meiosis of wheat-rye additions. Front. Plant Sci. 2018. DOI: 10.3389/fpls.2018.00880
- Glantz SA. Primer of Biostatistics. 7th ed. The McGraw-Hill Companies; 2012.
- Sficas AG. Statistical analysis of chromosome pairing in interspecific hybrids. I. The probability distributions. Genetics. 1962;47(9):1163–70.
- Rahmatov M, Rouse MN, Steffenson B, Andersson S, Wanyera R, Pretorius ZA, et al. Sources of stem rust resistance in wheatalien introgression lines. Plant Dis. 2016;100(6):1101–9.
- Zhang P, Dundas IS, McIntosh RA, Xu SS, Park RF, Gill BS, et al. Wheat–Aegilops Introgressions. In: Molnár-Láng M, Ceoloni C, Doležel J, editors. Alien introgression in wheat. Cytogenetics, molecular biology, and genomics. New York (NY): Springer; 2015, p. 221–43.
- Cifuentes M, Grandont L, Moore G, Chèvre AM, Jenczewski E. Genetic regulation of meiosis in polyploid species: new insights into an old question. New Phytologist. 2010;186:29–36.
- Friebe B, Zhang P, Linc G, Gill BS. Robertsonian translocations in wheat arise by centric misdivision of univalents at anaphase I and rejoining of broken centromeres during interkinesis of meiosis II. Cytogen Genome Res. 2005;109:293–7.
- Rey M-D, Martín AC, Higgins J, Swarbreck D, Uauy C, Shaw P, et al. Exploiting the ZIP4 homologue within the wheat Ph1 locus has identified two lines exhibiting homoeologous crossover in wheat-wild relative hybrids. Mol Breed. 2017;37:95. DOI: 10.1007/s11032-017-0700-2
- Tanaka I. Differentiation of generative and vegetative cells in angiosperm pollen. Sex Plant Reprod. 1997;10:1–7.
- Win KT, Kubo T, Miyazaki Y, Doi K, Yamagata Y, Yoshimura A. Identification of two loci causing F1 pollen sterility in interand intraspecific crosses of rice. Breeding Science. 2009;59:411–8.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Viktoriia Plyhun, Maksym Antonyuk, Tetiana Iefimenko, Tamara Ternovska
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
а) Автори зберігають за собою авторські права на твір на умовах ліцензії CC BY 4.0 Creative Commons Attribution International License, котра дозволяє іншим особам вільно поширювати (копіювати і розповсюджувати матеріал у будь-якому вигляді чи форматі) та змінювати (міксувати, трансформувати, і брати матеріал за основу для будь-яких цілей, навіть комерційних) опублікований твір на умовах зазначення авторства.
б) Журнал дозволяє автору (авторам) зберігати авторські права без обмежень.
в) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо поширення твору (наприклад, розміщувати роботу в електронному репозитарії), за умови збереження посилання на його першу публікацію. (Див. Політика Самоархівування)
г) Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у репозитаріях) тексту статті, як до подання його до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
