<<<  Back

2016, № 60

UDC: 633.63:573.6:581.163
GSNTI: 68.35.03. 683.5.33

Haploids in parthenogenetic progenies in sugar beet (Beta vulgaris L.)

Sugar beet is referred to cross-pollination types of plants, i.e. seeds as a result of double fertilization when the pollen transporting from the flowers of one plant to another. The self-pollination pregnant only a few plants in populations, as it prevents system of self incompatibility genes. As observed by many authors, the self-incompatible plants beets tend to agamospermous (parthenogene-tic) modes of seeds reproduction. Therefore, cross-fertilization, self-fertilization and parthenogenesis combine to form a single system of seed reproduction in sugar beets (bi - and uniparental reproduction). Regardless of the method of seed reproduction part of them is with single set of chromosomes in the nuclei (haploid seeds). Uniparental (parthenogenetic) reproduction in sugar beet allows to obtain a sufficiently high output level haploid seedlings (4 to 16% depending on source material). This level of reproduction of haploids in higher than in the reproduction of haploid with other methods of reproduction, is higher than in experimental impact on the process of embryogenesis, and higher than in the cultivation of ovules in vitro. Observations show that in the process of development of plants is accompanied by partial diploidization haploid cells in cell populations by disrupting the mitotic cycle of fission haploid cells, pass to mixoploidy of cell populations. Mixoploidy cell populations, we consider as epigenetical process that allows to maintain a relatively stable ploidy level in the cell population. Doubling of chromosomes in haploids is one of the effective methods to obtain the diploid homozygotes in many species of cultivated plants, including sugar beet.
Keywords: Beets sugar, haploids, parthenogenesis, mixoploidy, uni-parental and bi-parental modes of reproduction, apozygoty, chromosomal instability

References:

1. Добрецова, Т. Б. Спонтанные полиплоидные и гаплоидные формы сахарной свеклы у близнецовых растений / Т. Б. Добрецова, А. Н. Лутков, А. М. Манжос // Доклады АН СССР. - 1965. - Т. 160. - № 2. - C. 454-457.
2. Доспехов, В. А. Методика полевого опыта / В. А. Доспехов // М.: Колос. - 1985. - С. 335.
3. Зайковская, Н. Э. Биология цветения, цитология и эмбриология сахарной свеклы // Биология и селекция сахарной свеклы / Н. Э. Зайковская. - М.: Колос, 1968. - С. 137-207.
4. Левитес, Е. В. Авто- и эписегрегация по признакам окраски в агамоспермных потомствах свеклы (Beta vulgaris L.) / Е. В. Левитес, О. Н. Овечкина, С. И. Малецкий // Генетика. - 1999. - Т. 35. - № 8. - С. 1086-1092.
5. Карпеченко, Г. Д. Экспериментальная полиплоидия и гаплоидия / Г. Д. Карпеченко // Теоретические основы селекции растений. - М.; Л.: Сельхозгиз. - 1935. - Т. 1. - С. 397-434.
6. Малецкая, Е. И. Апозиготический способ репродукции и гаплоидия у сахарной свеклы(BetavulgarisL.) / Е. И. Малецкая, С. И. Малецкий // Факторы экспериментальнойэволюции организмов: сб. науч. тр. - К.: Логос, 2006. - Т. 3. - С. 274-280.
7. Малецкая, Е. И. Цитологический анализ миксоплоидии клеточных популяций в апозиготических потомствах гаплоидных растений сахарной свеклы / Е. И. Малецкая, С. С. Юданова // Факторы экспериментальной эволюции организмов : сб. науч. тр. - К.: Логос, 2013. - Т. 13. - С. 210-213.
8. Малецкий, С. И. Биномиальные распределения в генетических исследованиях на растениях / С. И. Малецкий. - Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2000. - 163 с.
9. Малецкий, С. И. Генетическая изменчивость в популяциях соматических клеток и вариация репродуктивных признаков у покрытосеменных растений / С. И. Малецкий, Я. С. Колодяжная // Успехи современной биологии. - 1999. - Т. 119. - № 2. - С. 128-143.
10. Малецкий, С. И. Самофертильность и агамоспермия у сахарной свеклы (Betavu-lgarisL.) / С. И. Малецкий, Е. И. Малецкая // Генетика. - 1996. - Т. 32. - № 12. - С. 1643-1650.
11. Силин, П. М. Лабораторная оценка технологических качеств сахарной свеклы / П. М. Силин // М.: Пищепромиздат, 1958. - 91 с.
12. Тырнов, В. С. Гаплоидия у растений. Научное и прикладное значение / В. С.Тырнов. - М.: Наука, 1998. - 54 с.
13. Харечко-Савицкая, Е. И. Цитология и эмбриология сахарной свеклы / Е. И. Харечко-Савицкая // Свекловодство. - К.: Госсельхозиздат, 1940. - Т. 1. - С. 453-550.
14. Хохлов, С. С. Гаплоидия у покрытосеменных растений. Ч. II. / С. С. Хохлов, Е. В. Гришина, В. С. Тырнов [и др.] - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1974. - 180 с.
15. Юданова, С. С. Миксоплоидия клеточных популяций сахарной свеклы и ее связь с репродуктивными признаками: дис.. канд. биол. наук. / С. С. Юданова. - Всероссийский НИИ растениеводства. - СПб., 2004. - 126 с.
16. Bosemark, N. O. Haploids and homozygous diploids, triploids and tetraploids in sugar beet / N. O. Bosemark // Hereditas. - 1971. - Vol. 69. - P. 193-204.
17. Frenkel, R. Über das Auftreten von unreduzieren Gameten bei Angiospermen / R. Frenkel // Arch. Zücht.Forsch. - 1975. - Vol. 5. - P. 201-208.
18. Gentcheff, G. The double chromosome reproduction in Spinaceae and its causes. 1. Normal behavior / G. Gentcheff, A. Gustafson // Hereditas. - 1939. - Vol. 25. - № 3. - P. 349-358.
19. Lux, H. Production of haploid sugar beet (Beta vulgaris L.) by culturing unpollinated ovules / H. Lux, L. Herrmann, C. Wetzel // Plant Breed. - 1990. - Vol. 104. - № 3. - P. 177-183.
20. Nathewet, Preeda. Chromosome observation metod at metaphase and pro-metaphase stages in diploid and octoploid strawberries / NathewetPreeda, Tomohiro Yanagi, Kazumi Sone, Shin Taketa, Nobuyuki Okuda // Scintiahorticulturae. - 2007- Vol. 114. - P. 133-137.
21. Savitsky, H. Effectiveness of selection for tetraploids plants in C0 generation on the basis of the number of chloroplasts in stomata / H. Savitsky // Amer. Soc. Sugar Beet Technol. - 1966. - Vol. 13, № 8. - P. 655-661.

Authors:

1. Maletskaya Ekaterina Ippolitovna, PhD, Senior Researcher, laboratory of plant population genetics, The federal research center Institute of cytology and genetics SB RAS.