Эмбриологические основы метода культуры пыльников пшеницы
как биотехнологического приема
Круглова Н.Н.
Институт биологии Уфимского научного центра РАН,
г. Уфа
Метод культуры пыльников - один из наиболее перспективных биотехнологических подходов в современных генетико-селекционных исследованиях растений. В основе метода лежит явление андроклинии - образования гаплоидного растения из микроспоры или клеток пыльцевого зерна. Этот уникальный феномен связан с переключением развития спорогенных клеток с обычного для них гаметофитного пути на принципиально иной - спорофитный - путь развития. Смены поколений, характерной для условий in vivo, не происходит, микроспоры или клетки пыльцевого зерна ведут себя подобно зиготам. Андроклиния рассматривается как особая система размножения растений.
Эмбриологические основы этого интереснейшего феномена разработаны недостаточно. Тем не менее, привлечение эмбриологической информации в данном случае совершенно необходимо. Описание развития пыльника на клеточном, тканевом и органном уровнях - необходимая методологическая основа для дальнейшего теоретического исследования андроклинии и успешного использования метода культуры пыльников в биотехнологической практике.
На примере коллекции генотипов пшеницы нами разрабатываются эмбриологические аспекты метода культуры пыльников: подход к культивируемому пыльнику как к сложной интегрированной системе; унификация эмбриологически корректной терминологии; оригинальная периодизация развития пыльника злаков; полный эмбриологический анализ динамики развития пыльника в условиях in vivo и in vitro у контрастных по отзывчивости на условия культивирования генотипов пшеницы; выявление оптимальной для индукции андрогенеза in vitro фазы развития спорогенной клетки и критических периодов развития пыльника; выявление аномалий в развитии спорогенных клеток, а в целом - изучение морфогенетических потенций пыльника. Такой подход позволит приблизиться к пониманию того, каковы индукторы и триггеры андроклинии; каков механизм переключения развития спорогенных
клеток на спорофитный путь; каковы предпосылки этого явления в условиях in vivo.Таким образом, эмбриологическая информация - необходимая основа для превращения получения новых сортов пшеницы методом культуры пыльников из счастливой случайности в гарантированный биотехнологический прием.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 99-04-48496)