МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ЯЧМЕНЯ НА АЛЮМОУСТОЙЧИВОСТЬ

1. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ЯЧМЕНЯ НА АЛЮМОУСТОЙЧИВОСТЬ О.В. Яковлева ГНУ ГНЦ РФ ВИР

2. ПОСЕВНЫЕ ПЛОЩАДИ ЯЧМЕНЯ 1 – 2006 год; 2 – 2010; 3 - 2015 УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ 1 – 2006 год; 2 – 2010; 3 - 2015

3. ВАЛОВЫЙ СБОР ЯЧМЕНЯ Прогнозируемый валовый сбор ячменя – 160 тыс. тонн (по оценкам специалистов BusinesStat). Из них 40% - продовольственный ячмень; 38% - кормовой; 22% - специального назначения, в частности пивоваренный.

4. Методы изучения алюмоустойчивости  Полевой опыт  Метод почвенной, песчаной, водной культуры  Методы лабораторной оценки: ─ визуальная оценка с использованием органических красителей ─ расчет индексов длины корня ─ культура клеток in vitro ─ использование биохимических и молекулярных маркеров

5. Метод почвенной культуры с токсичным содержанием ионов алюминия Для изучения в вегетационном опыте использовали сорта ячменя с разным уровнем алюмоустойчивости в ювенильной фазе: Faust I (к-24612), местный (к-9736) – устойчивые и Colsess IV (к-24626), Himalaya (к-24648) – чувствительные. Схема опыта: Контроль (рН 6,7, без алюминия); рН 4,0 + 5 мг AlCl3х6Н2О на 100 г почвы; рН 4,0 + 10 мг AlCl3х6Н2О на 100 г почвы. Повторность - трехкратная. В качестве откликов на стресс учитывали динамику появления всходов, высоту растений: в фазу второго листа, кущения, выхода в трубку, колошения и в фазу созревания, элементы структуры урожая: длину главного колоса, число колосков, зерен, массу зерна с главного колоса и массу 1000 зерен.

6. Динамика появления всходов, % * - 1 – контроль; 2 – рН 4,0 + 5 мг AlCl36Н2О на 100 г почвы; 3 – рН 4,0 + 10 мг AlCl36Н2О на 100 г почвы.

7. Некротические пятна на листьях сорта Colsses IVпри концентрации соли алюминия 5 мг/100 г почвы. контроль 5 мг 10 мг Всходы сорта Faust I контроль 5 мг 10 мг Всходы сорта Colsess IV

8. Высота растений ячменя в фазу кущения 1 - Faust I; 2 - Colsess IV. 1 - Faust I; 2 - Colsess IV. Высота растений ячменя в фазу выхода в трубку 1 - Faust I; 2 - Colsess IV.

9. Метод визуальной оценки алюмоустойчивости растений окрашиванием корней эриохромцианиномR При использовании метода эриохромцианинового окрашивания семена проращивали в дистиллированной воде в чашках Петри одни сутки при температуре 25оС, без освещения. Потом наклюнувшиеся семена помещали в растильни с сетчатым дном и питательным раствором, содержащим 0,4 mM CaCl2; 0,65 mM KNO3; 0,25 mM MgCl2; 0,04 mM NH4NO3; 0,01 mM (NH4)2SO4 c pH 4,5. До нужного значения pH доводили 0,1 MHCl. Через двое суток в питательный раствор добавляли хлорид алюминия с концентрацией ионов Al 50 мкМ и pH=4,5. Спустя 24 часа выращенные в среде с алюминием проростки промывали проточной водой и помещали в свежий питательный раствор без алюминия на двое суток. После этого растения снова промывали проточной водой и помещали для окрашивания в 0,1%-ный раствор эриохром цианина R на 15 минут. Излишки краски смывали водой. При воздействии алюминия на растения у проростков окрашивается меристематическая часть корня (клетки с некрозами). После репарации у устойчивых форм за окрашенным участком обнаруживается светлая зона живых клеток, у неустойчивых она или отсутствует, или слабо выражена. Длина зоны отрастания является диагностическим показателем при данном способе тестирования. Метод окрашивания эриохром цианином R позволил распределить изучаемые образцы на две группы по уровню алюмоустойчивости. Сорта, имеющие наибольшую среднюю длину зоны отрастания корня, отнесены к группе устойчивых образцов. Сорта, не имеющие зоны отрастания или характеризующиеся небольшой величиной зоны отрастания, отнесены к группе неустойчивых образцов..

10. Устойчивость к алюминию некоторых образцов ячменя

11. Семена исследуемых образцов предварительно проращивали в чашках Петри двое суток без освещения при температуре 24оС. Затем проросшие семена раскладывали в растильни с сетчатым дном по 30 зерен каждого образца в ячейку. Растильни помещали в контейнеры емкостью 9 литров с дистиллированной водой (pH=6,5) при температуре 21оС и освещенности 5 клк в течение 16 часов. Сверху растильни накрывали полиэтиленовой пленкой. На 3-4 сутки воду в контейнерах меняли на раствор с концентрацией ионов Al 185 мкМ и pH=4,0. Контролем являдась дистиллированная вода без алюминия с рН=6,5. Пленку с растилен снимали. Каждые сутки от начала воздействия алюминия измеряли pH растворов и при необходимости доводили до нужного значения 0,25 М H2SO4. На 5 сутки от начала воздействия стрессового фактора измеряли самый длинный зародышевый корешок у каждого проростка. Затем рассчитывали среднее значение длины корешка для каждого образца и соотносили ее со средней длиной корешка контрольного варианта и получали значение корневого индекса. Лабораторный метод оценки с использованием индекса длины корня и ростка опыт контроль

12. Устойчивость к алюминию некоторых образцов ячменя

13. Результаты изучения коллекции ярового ячменя

14. Исходным материалом для исследования явились чистые линии, выделенные из сортов Faust I (к-24612, США; ИДК 0,860,04) Полярный 14 (к-15619, Россия; ИДК 0,740,03) Dayton (США; ИДК 0,68±0,04) Colsess IV (к-24626, США; ИДК 0,20±0,003) 1 2 3 1 – родительский сорт Colsses IV; 2 – гибрид; 3 – родительский сорт Dayton 1 2 3 1 – родительский сорт Faust I; 2 – гибрид; 3 – родительский сорт Dayton

15. Наследование алюмоустойчивости у гибридов третьего поколения(тестирование по длине корня)

16. Благодарю за внимание