Изменчивость растений в системе микроклоналъного размножения
Как уже отмечалось выше, перенос дифференцированных тканей растений в условия in vitro и переход к стадии неорганизованного роста является ключевым методом индукции сомаклональной изменчивости.
В то же время, регенеранты, полученные из апикальных меристем без стадии каллусообразования, как правило, бывают генетически стабильными (Kanda et al., 1988; Potter, Jones, 1991).Начиная с 90-х годов прошлого века, стал накапливаться обширный экспериментальный материал показывающий, что процессы микроразмножения обеспечивают генетическую стабильность получаемых растений, если в системе культивирования in vitro отсутствуют стадии дедифференциации (Denton et al., 1977; Martin, 1980; Hedtrich et al., 1980; Бутенко, 1982; Swartz et al., 1983; Schimmelpfeng5 1983; Острейко, Дроздовский, 1987; Potter, Jones, 1991; Ahloowalia et al., 1994; Harding, Benson, 2000; Sarkar et al., 2001; Антонова и др., 2004). Показано, что наиболее стабильное в генетическом и фенотипическом отношении потомство наблюдается при микроразмножении через культуру апикальных меристем (Высоцкий, 1983; Минаев и др., 2004).
В отдельных работах были выявлены генетически измененные сомаклоны среди растений, полученных методом микроклонального размножения апикальных меристем, т.е. культивируемых in vitro без стадии каллусообразования. Такие изменения могут быть вызваны тремя причинами: сомаклональной изменчивостью, генетической гетерогенностью исходного сортового материала, послужившего донором эксплантов и засорением анализируемых образцов (Gebhardt et at, 1989; Demeke et al., 1993; Antonova et al., 2003; Антонова и др., 2004). В этих работах с помощью RFLP-, RAPD- и SSR-анализов выявлены сомаконы, молекулярные спектры которых отличались от спектров соответствующих сортов, поддерживаемых традиционным способом в полевых условиях. Однако расширенный анализ с привлечением дополнительного материала выявил внутрисортовую генетическую гетерогенность исходных сортов, или «засорение» образцов, вызванное ошибками в их поддержании.
В литературе имеются сообщения о наличии среди мериклонов (растений, полученных из разных меристем) форм с различными отклонениями от исходного фенотипа (Karhu, 1996; Высоцкий, 1998; Ханова, 1997). Показано также, что среди растений земляники одного сорта, высаженных в поле после микроклонального размножения пазушными почками и длительного хранения in vitro, наблюдаются изменения числа рожков, усов и розеток (Адомайтис, 1999). При последующем традиционном вегетативном размножении таких растений в естественных условиях выявленные изменения со временем исчезали. Такие отклонения от нормы могут явиться следствием не только генетических изменений, но и носить эпигенетический характер. Последние часто обозначают как морфозы (Margara, Phelouzat, 1984). Разницу между морфозами и мутациями иногда определить довольно трудно. Считается, что морфозы постепенно исчезают в ходе вегетативного размножения и не передаются половому потомству (Srinivasan, Mullins, 1981; Margara, Piollat, 1982; Margara, Phelouzat, 1984).
Высоцкий и Упадышев (1992) наблюдали появление морфозов при микроклональном размножении образцов разных видов малин — Rubus Occidentalis и R. Jruticosus. Морфозы представляли собой белые бесхлорофильные образования размером 0,5-2 мм, на краях листьев микрорастений и в местах перехода листовой пластинки в черешок. Однако генетическая природа наблюдаемых морфозов специально не изучалась. По данным указанных авторов, число морфозов зависит от длительности культивирования между пассажами. После высадки растений с морфозами в нестерильные условия у небольшой части растений морфозы наблюдались еще в течение 1-2-х месяцев, хотя у большинства растений они исчезали. При дальнейшем выращивании растений в теплице или в открытом грунте эти морфозы полностью исчезли (Высоцкий, Упадышев, 1992).
Использование цитологических и биохимических методов, анализ изменчивости морфологических признаков, изучение полиморфизма ДНК маркеров - следует рассматривать как различные подходы к исследованию генетической стабильности сохраняемых в условиях in vitro растений. Однако окончательный вывод о генетической стабильности и подлинности образцов, длительно сохраняемых в условиях in vitro, можно сделать после высадки материала в поле и проведении сравнительной оценки этих образцов с их полевыми аналогами по комплексу морфологических и агрономических признаков.
2.