Cite this article as:

Alatortseva Т. А., Apanasova N. V., Lobanova L. P. Polyembryony Phenomenon in Apomictic Maize Line in vivo and in vitro. Izvestiya of Saratov University. New series. Series: Chemistry. Biology. Ecology, 2017, vol. 17, iss. 4, pp. 397-404. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2017-17-4-397-404


Heading: 
UDC: 
581.143.6: 58.085
Language: 
Russian

Polyembryony Phenomenon in Apomictic Maize Line in vivo and in vitro

Abstract

The article is focused on studying of cytoembryological preconditions of polyembryony in the not pollinated ovary of the apomictic maize line АТ-1 under in vitro and in vivo conditions. For an assessment of a nutrient medium role in polyembryony induction a relative analysis of the embryo sacs in cultivated in vitro and native plants ovaries has been lead. Dynamics of formation in them an apomictic twin proem- bryo is traced. In the study line the cause of polyembryony can be either an independent divisions in derivatives of egg cell, or division in additional egg cells. The female gametophytes are characterized by identical peculiarity of its development, spectrum of anomalies, preconditions of a polyembryony and synchronism of embryogenesis. It is evidence about a conservation of genetical determined propensity to apomixis and polyembryony in the cultivated ovaries. The artificial nutrient medium plays only trophic role, compensating absence of a native endosperm, that necessary for embryos development. A role of in vitro culture as a factor inducing a polyembryony in the apomictic maize line АТ-1 is excluded.

References
  1. Селиванов А. С. Многозародышевость семян и селекция. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1983. Ч. 1. 83 с.
  2. Лакшманан К. К., Амбегаокар К. Б. Полиэмбриония // Эмбриология растений: использование в генетике, селекции, биотехнологии : в 2 т. Т. 2 / под ред. В. М. Джори. М. : Агропромиздат, 1990. С. 5–38.
  3. Виноградова Г. Ю. Полиэмбриония у Allium ramosum L. и Allium schoenoprasum L. (ceм. Alliaceae) : автореф. дис.. канд. биол. наук. СПб., 2009. 21 c.
  4. Maheschwari P. Polyembryony in Angiosperms // Paleobotanist. 1952. Vol. 1. P. 319–329.
  5. Магешвари П. Эмбриология покрытосеменных. М. : Изд-во иностр. лит., 1954. 439 с.
  6. Strasburger Ed. Über Polyembryonie. Jena : Zeitschr. Naturw., 1878 Bd. 12. N.F. Bd. 5. S. 647–670.
  7. Хохлов С. С. К методике выявления апомиксиса у покрытосеменных растений // Апомиксис и цитоэмбриология растений. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 1968. С. 136–141.
  8. 8. Селиванов А. С. Отбор линий с повышенной встречаемостью полиэмбрионии для получения апомиктичных форм растений // Апомиксис и цитоэмбриология растений. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 1978. Вып 4. С. 106–107.
  9. Звержанская Л. С. Цитоэмбриологическое изучение партеногенеза и многозародышевости у инбредной и двух реституционных линий кукурузы // Апомиксис и цитоэмбриология растений. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та , 1983. Вып. 5. С. 104–110.
  10. Шишкинская Н. А., Юдакова О. И. Репродуктивная эмбриология дикорастущих злаков // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. 2001. № 5. С. 166–175.
  11. Кутлунина Н. А. Эмбриологическое изучение апомиксиса и полиэмбрионии у мятлика лугового // Итоги интродукции и селекции травянистых растений на Урале. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2001. С. 197–214.
  12. 12. Батыгина Т. Б., Виноградова Г. Ю. Феномен полиэмбрионии. Генетическая гетерогенность семян // Онтогенез. 2007. Т. 38, № 3. С. 166–191.
  13. Юдакова О.И., Шишкинская Н.А. Особенности эмбриологии апомиктичных злаков. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2008. 83 с.
  14. Шишкинская Н.А., Юдакова О.И., Тырнов В.С. Явление полигаметии у растений и его возможные эволюционно-генетические эффекты // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2005. Т. 5, вып. 2. С. 25–32.
  15. Юдакова О. И., Тырнов В. С. Реализация предпосылок к полиэмбрионии у апомиктичных видов мятликов // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2014. Т. 14, вып. 1. С. 81–88.
  16. Kappert H. Erbliche Poliembryonie bei Linum usitatissimum // Biol. Zbl. 1933. Bd. 53, № 5–6. S. 276–307.
  17. 17. Селиванов А. С., Тырнов В. С. Полиэмбриония и гаплоидия // Гаплоидия и селекция. М. : Наука, 1976. С. 77–87.
  18. Лобанова Л. П. Изменчивость макроспорогенеза табака под влиянием высокой температуры и её возможные последствия // Бюл. Бот. сада Сарат. гос. ун-та. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2007. Вып. 6. С. 104–108.
  19. Селиванов А. С., Тырнов В. С. Опыт получения поли- и моноэмбрионных гаплоидов у перца (Capsicum annum L.) // Вопросы интродукции и акклиматизации растений : сб. работ молодых ученых бот. садов СССР. М. : Наука, 1971. С. 66–67.
  20. Алаторцева Т. А., Лобанова Л. П., Еналеева Н. Х. Репродукция de novo элементов гинецея в культуре неопыленных завязей и семяпочек табака // Вестн. Башкир. ун-та. 2001. Спец. вып., № 20. С. 102.
  21. Алаторцева Т. А., Лобанова Л. П., Еналеева Н. Х. Морфогенетические преобразования неопыленных завязей и семяпочек табака в культуре in vitro // Репродуктивная биология, генетика и селекция. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2002. С. 76–82.
  22. Тырнов B. C., Еналеева Н. Х. Автономное развитие зародыша и эндосперма у кукурузы // Докл. АН СССР. 1983. № 3. С. 722–725.
  23. Куприянов П. Г. Ускоренные методы исследования зародышевого мешка // Выявление апомиктичных форм во флоре цветковых растений СССР. Саратов : Изд-во Сарат. ун-иа, 1978. С. 155–163.
  24. Юдакова О. И., Гуторова О. В., Беляченко Ю. А. Методы исследования репродуктивных структур и органов растений. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2012. 38 с.
  25. Webber J. M. Polyembryony // Bot. Rev. 1940. Vol. 6, № 11. P. 575–598.
  26. Алаторцева Т. А., Апанасова Н. В. Полиэмбриония in vivo и in vitro у апомиктичной линии кукурузы АТ-1 // Биотехнология как инструмент сохранения биоразнообразия растительного мира (физиолого-биохимические, эмбриологические, генетические и правовые аспекты) : материалы VII междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 30-летию отд. биотехнологии растений Никитского бот. сада. Симферополь : Ариал, 2016. С. 304, 305.
  27. Гуторова О. В., Апанасова Н. В., Юдакова О. И. Создание генетически маркированных линий кукурузы с наследуемым и индуцированным типами партеногенеза // Изв. Самар. науч. центра РА Н. 2016. Т. 18, № 2 (2). С. 341–344.
  28. Юдакова О. И. Аномалии развития женского гаметофита у апомиктичных форм мятликов // Онтогенез. 2009. Т. 40, № 3. С. 38–46.
  29. San Noeum L. H. In vitro induction of gynogenesis in higher plants // Proc. Conf. Broadening Genet. Base Crops. Wageningen, 1978. P. 327–329.
  30. Zhou C., Yang H. Y. Induction of haploid rice plantlets by ovary culture // Plant Sci. Lett. 1981. Vol. 20. P. 231–237.
  31. Tian H.-G., Yang H.-Y. Synergid apogamy and egg cell anomalous division in cultured ovaries of Oryza sativum L. // Acta Bot. Sin. 1983. Vol. 25, № 5. P. 403–408.
  32. Bossoutrot D., Hosemans D. Gynogenesis in Beta vulgaris L. : From in vitro culture of unpollinated ovules to the production of doubled haploid plants in soil // Plant Cell Rep. 1985. Vol. 4. P. 300–303.
  33. Beloos A. E., Berdyshev A. G, Oleynik N. A., Perphliyeva L. P. Sugar beet embryos development during cultivation of isolated ovules in vitro // Embryology and seed reproduction : Proc. XI Intern. Symp. Leningrad. USSR. 1990. St. Petersburg : Nauka, 1992. P. 71.
  34. Yang H. Y., Zhou C. In vitro induction of haploid plants from unpollinated ovaries and ovules // Theor. Appl. Genet. 1982. Vol. 63 (2). P. 97–104.
  35. Alatortseva T. A., Tyrnov V. S. In vitro and in vivo endospermo-genesis in partheno-genetical maize lines // Maize Genetics Coop. USA. 2001. Vol. 75. P. 55–56.
  36. Юдакова О. И., Тырнов В. С. Реализация предпосылок к полиэмбрионии у апомиктичных видов мятликов // Изв. Сарат. ун-та. Нов сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2014. Т. 14, вып. 1. С. 25–32.
  37. Алаторцева Т. А., Тырнов B. C. Гормононезависимое проявление эмбрио генеза in vitro у партеногенетическои линии кукурузы // Бюл. Бот. сада Сарат. гос. ун-та. Саратов : Науч. кн., 2003. Вып. 2. С. 158–160.
Short text (in English): 
Full text (in Russian):