Скрининг регенерационного потенциала ди-, тетраи гексаплоидных сортов и видов пшеницы в культуре in vitro

Показана генотипическая зависимость способности к индукции морфогенного каллуса и регенерации растений в культуре in vitro зародышевых тканей 48 коммерческих сортов и 10 видов ди-, тетра- и гексаплоидных форм пшеницы. Было установлено, что тетраплоидные ВА-геномные растения пшеницы Triticum. carthlicum Nevski, T. turgidum L. и T. polonicum L. превосходят А-геномные диплоидные формы T. monococcum L., T. sinskajae A.Filat. et Kurk. и BAD-геномные гексаплоидные формы T. compactum Host., T. shaerococcum Perciv. по эффективности формирования морфогенного каллуса в культуре незрелых зародышевых тканей. G-геномные виды пшеницы T. timopheevii Zhuk. (4n, GA-геном) и T. kiharae Dorof. et Migusch (6n, GAD-геном) в культуре незрелых зародышей характеризовались формированием большой доли альбиносных растений-регенерантов при невысоком морфогенном потенциале. Исследования показали, что тетраплоидные (T. durum Desf., T. dicoccum (Schrank)) и гексаплоидные (T. aestivum L., T. shaerococcum Perciv.) коммерческие сорта делятся на три группы по уровню морфогенного ответа в культуре незрелых зародышей: низко-, средне- и высокоморфогенные. Последние характеризуются большой долей морфогенного каллуса (более 65%) и способностью регенерировать 10-20 побегов из каждого каллуса. Эффективность in vitra культуры зрелых зародышевых тканей большинства сортов и видов оказалась на порядок ниже в сравнении с тканями незрелых зародышей вследствие низкой регенерационной способности индуцированных морфогенных каллусов. Выделено 24 сорта пшеницы, проявляющих высокую эффективность культуры незрелых зародышевых тканей, для проведения дальнейших биотехнологических работ. В отношении большинства проанализированных видов пшеницы возможность успешного морфогенеза и регенерации растений в культуре зародышевых тканей показана впервые.

Comparative Analysis of Tissue Culture Efficiency of Di-, Tetraand Hexaploid Wheat Breeds and Species

A genotypic dependence of morphogenic callus induction and plant regeneration for in vitro embryo tissue cultures of 48 commercial genotypes and 10 species of wheat was shown. The morphogenic response of immature zygotic embryos of tetraploid wheats with BA-genome (T. carthlicum Nevski, T. turgidum L. и T. polonicum L.) was generally more intense than that of diploid wheats with the A-genome (T. monococcum L., T. sinskajae A.Filat. et Kurk.) and hexaploid wheats with the BAD-genome (T. compactum Host., T. shaerococcum Perciv.). Wheats with the G genome (T. timopheevii Zhuk., 4n, GA genome; T. kiharae Dorof. et Migusch, 6n, GAD genome) were characterized by both low morphogenic potential in the immature embryo culture and high portion of albino regenerants. The results indicated that the commercial tetraploid (T. durum Desf., T. dicoccum (Schrank)) and hexaploid (T. aestivum L., T. shaerococcum Perciv.) wheat genotypes could be identified as low-, medium- and high-morphoge-nic in immature embryo culture. Highly morphogenic genotypes produced more than 65% of embryogenic callus and regenerated 10-20 plantlets per callus. The in vitro efficiency of mature embryo-derived tissues was by an order of magnitude lower than that of immature analogs due to an insufficient regeneration capacity of the induced morphogenic callus. As a result, 24 commercial wheat genotypes a exhibiting high in vitro efficiency of immature embryo-derived tissue culture were selected for further experiments in plant biotechonology. For the majority of the analyzed species, the successful morphogenesis and plant regeneration from embryo-derived tissues was shown for the first time.