Cite this article as:

Lobanova L. P., Kolesova А. Y., Alatortseva Т. А., Nurusheva I. A. The Specifics of Tobacco Gametophyte Mutations Display Depending on Temperature. Izvestiya of Saratov University. New series. Series: Chemistry. Biology. Ecology, 2017, vol. 17, iss. 4, pp. 420-427. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2017-17-4-420-427


Heading: 
UDC: 
581.331: 58.036
Language: 
Russian

The Specifics of Tobacco Gametophyte Mutations Display Depending on Temperature

Abstract

The research of extreme low (10°С) and high (37°С) temperatures influence under in vitro conditions on phenotypic display of three mutations in Nicotiana tabacum L. with of a certain morphological type domination was conducted. The BG-141.4 line is character- ized by low-cellular embryo sacs formation, in the SG-27/4 line the trait of the increased number of nucleus and cells in embryo sacs exhibits, the line М-3 differs by high frequency of cenocyte low- cellular embryo sacs. In the mutants at ovary cultivation in a normal temperature conditions (25°С) the process of embryo sacs forma- tion was realized by its typical mode and replicated a phenotype described for plants of mutant lines, grown on the experimental field under in vivo conditions. Temperature conditions substantially modified a gametophyte mutations display, thus extremely low or extremely high temperature on embryo sacs development had distinctly expressed specificity. In three mutant lines and in control non mutant line BG-6 a low temperature in the gametogenesis depressed a mitotic divisions and cytokinesis. As a result over all lines at this temperature mode the cenocyte low-cellular embryo sacs dominated. Action of a high temperature in a gametogenesis mainly induced additional mitoses. Such effect is most distinctly observed in control and in mutant with the increased number of cells in embryo sacs, however at both low-nuclei mutants at 37°С the tendency to multinuclear embryo sacs formation also is traced. Obtained data show, that quantitative expressiveness of embryo sacs modifications under the temperature conditions substantially depends on a genotype. 

 
References
  1. Enaleeva N. Ch. Experimental production of gametophyte mutants // Embryology and seed reproduction : Proc. of the XI Intern. symp. St. Petersburg, 1992. P. 143–144.
  2. Еналеева Н. Х. Внутривидовая изменчивость зародышевых мешков покрытосеменных растений : Теоретические и прикладные аспекты на примере Nicotiana tabacum L. : автореф. дис. … д-ра биол. наук. Саратов. 2000. 35 с.
  3. Еналеева Н. Х., Тырнов В. С. Гаметофитные мутации // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 3. Системы репродукции. СПб. : Мир и семья, 2000. С. 378–384.
  4. Enaleeva N. Ch., Lobanova L. P. Structural modifi cations of the female gametophyte induced by temperature in Nicotiana tabacum // Biologia Plantarum. 2003/4. Vol. 47, № 1. P. 85–90.
  5. Лобанова Л. П., Еналеева Н. Х. Модификационная изменчивость признаков гаметофита // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепция. Т. 3. Системы репродукции. СПб. : Мир и семья, 2000. С. 384–389.
  6. Enaleeva N. A tobacco mutant with a reduced cell number in embryo sacs. 1. Expression of the mutation in plants of different generations at the mature gametophyte stage // Sex. Plant Reprod. 1997. № 10. P. 300–304.
  7. Колесова А. Ю. Цитологический и генетический механизмы редукции числа элементом в зародышевых мешках гаметофитного мутанта Nicotiana tabacum L. : автореф. дис. … канд. биол. наук. СПб., 2000. 19 с.
  8. Еналеева Н. Х. Изменчивость цитологической структуры мегагаметофита Nicotiana tabacum L. // Физиология растений. 2003. Т. 50, № 3. С. 398-403.
  9. Lobanova L. P., Enaleeva N. Ch. The development of embryo sacs in ovaries in vitro of Nicotiana tabacum // Plant Science. 1998. Vol.132. P. 191–202.
  10. Еналеева Н. Х., Тырнов B. C., Хохлов С. С. Выделение зародышевых мешков покрытосеменных растений путем мацерации тканей // Цитология и генетика. 1972. Т. 6, № 5. С. 439–441. 
  11. 11. Чеботарь А. А. Табак – Nicotiana tabacum L. // Эмбриология плодово-ягодных технических и стимулирующих возделываемых растений. Кишинев : Штиинца, 1987. С. 188–193.
  12. Банникова В. П., Хведынич О. А. Основы эмбриологии растений. Киев : Наук. дум., 1982. 163 с.
  13. Helmgvist H., Grazi F. Studies on variation in embryo sac development. Second part // Bot. Notiser. 1965. Vol. 118, № 4. P. 329–360.
  14. Поддубная-Арнольди В. А., Стешина Н., Сосновец А. Материал к биологии цветения и размножения Scorzonera tau-saghys Lipsh. еt Boss // Бот. журн. 1934. Т. 19, № 4. С. 338–389.
  15. Sokolowska-Kylczycka A. Poszukiwania przyczyn zmi ennosci rozwojowej gametofi tow zenskich u Angiospermae // Wiad. Bot. 1988. Vol. 32, № 2. P. 81–93.
  16. Huyghe C. La poliembrionie haploide-diploide chez le lin (Linum usitatissimm L.). Stude cytologigue et physiologigue // Agronomie. 1987. Vol. 7, № 8. P. 567–573.
  17. Чеботарь А. А. Эмбриология кукурузы. Кишинев : Штиинца, 1972. 384 с.
  18. Тырнов В. С. Эмбриогенетика растений // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 3. Системы репродукции. СПб. : Мир и семья, 2000. С. 389–392. 
  19. Ноглер Г. А. Гаметофитный апомиксис // Эмбриология растений : в 2 ч. Ч. 2. М. : Агропромиздат, 1990. С. 39–91. 
  20. Инге-Вечтомов С. Г. Генетика с основами селекции. М. : Высш. шк., 1989. 591 с.
Short text (in English): 
Full text (in Russian):