Практикум по цитологии растений - Паушева З.П.
ISBN 5-10-000614-5
Скачать (прямая ссылка):
1 и. раствора НС1. В такой теплый раствор помещают пыльцевые зерна на предметном стекле и накрывают покровным стеклом.
Стерильность пыльцевых зерен
Стерильность пыльцевых зерен у растений возникает по разным причинам. Так, у сахарной свеклы в 1936 г. Ф. А. Абеггом была обнаружена генная стерильность. В этом случае контроль над признаком стерильности осуществляет рецессивный геи и, названный геном абортивности пыльцы. При опылении таких растений фертильной пыльцой, несущей доминантный ген Л» нее потомство получается фертильным, а от скрещивания гетеролн-гот Аа во втором поколении наблюдается менделевское расщепление 3:1, т. е. образуются растения с фертильной пылышй (75%) и со стерильной (25%) без промежуточных форм. Такое расщепление обычно для признаков, контролируемых генами ядра.
В отличие от генной стерильности у растений с цитоплазматической мужской стерильностью наблюдается .образование полностью стерильного потомства или полустерильных форм по пыльце.
Впервые цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС) была открыта в 1904 г. Корренсом у ч,абера (Satureja hortvnsis), Затем ее обнаружили у льна, лука, подсолнечника, кукурузы, свеклы, сорго, пшеницы. Сейчас это явление известно примерно у 25 видов растений, относящихся к 17 родам. Наиболее детально оно изучено у кукурузы, после того как его открыли М. И. Ха лыжиной в СССР и Родс в США.
Цитоплазматическая мужская стерильность передается только по материнской линии и связана с особенностями цитоплазмы» причем на ее проявление оказывает влияние генотип. Так, у кукурузы встречаются растения со стерильной пыльцой от сочетания стерильной цитоплазмы {цит5) и гомозиготного рецессивного генотипа rfrf. При сочетании нормальной цитоплазмы (цат™) и гомозиготного генотипа rfrf, а также гетерозиготного генотипа Rfrf и любой цитоплазмы растения будут иметь фертильную пыльцу. Rf — доминантный ген (англ. restoring fertility-— восстанавливающий фертильность), rf — рецессивная аллель того же гена. Символ i$uts применяют для обозначения свойств стерильной цитоплазмы. Существуют разные типы ЦМС и гены Rf,
Цитоплазматическая мужская стерильность у сахарной свеклы обусловлена взаимодействием стерильной цитоплазмы (цат*) и двух рецессивных генов х и г.
В начале шестидесятых годов текущего столетия стало известно о существовании ЦМС у пшеницы, выявившейся при скрещивании Aegilops caudataxTriticum aestivum. Гибрид первого поколения от этого скрещивания имел полностью стерильную пыльцу. Источниками стерильности оказались также Aegilops ovata, Triticum timopheevi, T. araraticum и др. У пшеницы при оценке действия стерильной цитоплазмы необходимо учитывать взаимодействие двух пар генов — rfi и г/г- Действие стерильной цитоплазмы не проявляется, если растение имеет генотип Rf\Rf\RhRf2 (при этом образуется фертильная пыльца). Если один из генов Rf находится в гетерозиготном или гомозиготном состоянии, то растение будет полустерильньш.
Стерильная пыльца может образоваться у растений при опрыскивании их особыми химическими соединениями — гамето-цидами (например, этрелом). Этот процесс называют химической кастрацией. Развитие пыльников в данном случае останавливается, и пыльца дегенерирует.
Цитологические методы, устанавливающие стерильность пыльцы, описаны на странице 208.
Выявление жизнеспособности пыльцевых зерен
Известно несколько методов определения жизнеспособности пыльцы в лабораторных условиях. Ее можно проращивать на искусственной среде во влажной камере или определять наличие в ней ферментов, связанных с жизненными процессами. Возможен и люминесцентный анализ.
Проращивание пыльцевых зерен в камере В а н-Т и г е м а. Камеру Ван-Тигема легко приготовить. Для этого стеклянную трубку диаметром 10—12 мм режут на кольца длиной 5—7 мм. Кольцо с отшлифованными краями приклеивают парафином в центре предметного стекла. Верхние края кольца смазывают вазелином, а внутрь него на дно наносят каплю воды. Сверху кольцо закрывают покровным стеклом, в центр которого помещена капля искусственной среды с пыльцой (рис. 83).
Для приготовления искусственной среды агар-агар заливают в колбе небольшим количеством воды для набухания, а затем
колбу ставят на теплую водяную баню. Когда агар-агар растворится, добавляют сахарозу. В 100 мл готового раствора должно быть растворено 1 г агар-агара и 5—40 г сахарозы (в зависимости от объекта). Для гороха, кукурузы, картофеля и других растений используют 10—15%-й раствор сахарозы. Иногда добавляют 0,008%-й раствор борной кислоты.
На чистое покровное стекло наносят каплю горячей искусственной среды и сверху быстро сеют пыльцу, предварительно набрав ее пинцетом, который держат в левой руке. Другой рукой берут скальпель, которым слегка ударяют сверху по пинцету» чтобы пыльца сеялась равномерно. Покровное стекло переворачивают и накрывают им кольцо камеры Ван-Тигема. Пыльца оказывается внутри влажной камеры.
Камеры переносят в термостат с температурой 20—30 °С. Через каждый час пыльцу нужно просматривать под микроскопом, чтобы установить начало ее прорастания. Подсчитывают прорастающие пыльцевые зерна в пяти — десяти полях зрения. Процент жизнеспособной пыльцы устанавливают по числу проросших пыльцевых зерен. Пыльцевые трубки должны иметь длину не меньшую, чем диаметр пыльцевых зерен.
