Cytophotometric analysis in breeding of Beta vulgaris L. | Цитофотометрический анализ в селекции Beta vulgaris L.

English. A breeding work success is to a great extent determined by use of carefully selected material. To determine ploidy of crossing components and the obtained hybrids is one of the main elements of cytological studies conducted at all stages of new plant forms' development. However, conventional method of ploidy determination by counting of chromosomes in disposable or permanent preparations under light microscope is rather long and labour-consuming. Cytophotometric method based on measurement of nDNA quantity in cells is the most reliable one to determine ploidy of genotypes. One of the main aspects in sugar beet breeding is developing of heterosis hybrids. Here, heterosis effect in F1 is observed for triploid hybrids which obtaining depends on careful selection of crossing components. To provide high combining ability when conducting hybridization, work on a tetraploid component takes on special significance. In the course of the studies, it has been shown that use of flow cytophotometry allows discarding of plants with changed chromosome number and to select genotypes with a required ploidy. It was noticed that aneuploid forms with unbalanced chromosome number as well as diploid forms (reverse diploids) which quantity was 0.6–10.4% of the analyzed plants' number are found among tetraploid forms. The quantity of nuclear DNA in these forms varied and was 2С and 4С that corresponded to ploidy level of 2n = 18, 36. Obligatory discarding of these forms provided including plants with constant ploidy in breeding process that, as a result, allowed obtaining of triploid hybrids. Use of the cytophotometric analysis promoted selection of diploid (2n = 18) and tetraploid (4n = 36) forms and evaluation of sugar beet breeding material when developing heterosis hybrids with high degree of seed setting. This method is notable for high accuracy of nDNA quantity determination and productivity allowing solving a wide range of issues in plant genetics and breeding.

Russian. Одним из основных элементов цитологических исследований, проводимых на всех этапах создания новых форм растений, является определение плоидности компонентов скрещивания и получаемых гибридов. Однако традиционный прием определения плоидности путем подсчета хромосом во временных или постоянных препаратах под световым микроскопом длителен и трудоемок. Наиболее надежным способом определения плоидности генотипов является цитофотометрический метод, основанный на измерении количества яДНК в клетках. Одним из основных аспектов в селекции сахарной свеклы является создание гетерозисных гибридов. При этом у триплоидных гибридов, получение которых зависит от тщательного подбора компонентов скрещивания, наблюдается эффект гетерозиса в F1. Для обеспечения высокой комбинационной способности при гибридизации особое значение приобретает работа над тетраплоидным компонентом. В процессе исследований показано, что использование проточной цитофотометрии позволило провести браковку растений с измененным набором хромосом и отобрать генотипы с требуемой плоидностью. Среди тетраплоидных форм встречались анеуплоидные формы с несбалансированным числом хромосом, а также диплоидные формы (реверсивные диплоиды), количество которых составляло 0,6–10,4% от числа определяемых растений. Количество ядерной ДНК у этих форм варьировало и составляло 2С, 4С, что соответствовало уровню плоидности 2n = 18, 36. Обязательное проведение браковки данных форм обеспечило включение в селекционный процесс растений с постоянной плоидностью, что в итоге позволило получать триплоидные гибриды. Использование цитофотометрического анализа способствовало проведению отбора диплоидных (2n = 18), тетраплоидных (4n = 36) форм и ускоряло оценку селекционного материала сахарной свеклы при создании гетерозисных гибридов с высокой степенью завязываемости семян. Этот прием отличается высокой точностью определения количества яДНК и производительностью, позволяя решать широкий круг задач генетики и селекции растений.