Identification of factors determining the efficiency of doubled haploids production in rye (Secale cereale L.) through androgenesis and distant crosses
PROGRAM MINISTERSTWA ROLNICTWA I ROZWOJU WSI FINANSOWANY ZE ŚRODKÓW PRZEZNACZONYCH NA BADANIA PODSTAWOWE NA RZECZ POSTĘPU BIOLOGICZNEGO W PRODUKCJI ROŚLINNEJ
Zadanie 84 pt. „Identyfikacja czynników determinujących efektywność otrzymywania podwojonych haploidów żyta (Secale cereale L.) metodami androgenezy i krzyżowań oddalonych”.
DOFINANSOWANIE: 587 072 PLN
CAŁKOWITY KOSZT INWESTYCJI: 587 072 PLN
Opis projektu:
Celem nadrzędnym projektu było określenie przyczyn braku podatności oraz identyfikacja czynników warunkujących przełamanie barier haploidyzacji żyta z wykorzystaniem dwóch metod: androgenezy w kulturach pylników i izolowanych mikrospor oraz krzyżowań oddalonych żyta z kukurydzą.
Badania przeprowadzono na mieszańcach pokolenia F1 (samopylnego oraz obcopylnego) żyta ozimego (Secale cereale L. ssp. cereale) udostępnionych przez polskie spółki hodowli roślin. Testowano metody: (1) androgenezy w kulturach pylników i izolowanych mikrospor oraz (2) krzyżowań oddalonych żyta z kukurydzą (Zea mays L.) w ramach czterech realizowanych tematów badawczych:
(1) Ocena efektywności haploidyzacji żyta metodami androgenezy w kulturach pylników i izolowanych mikrospor oraz krzyżowań oddalonych z kukurydzą.
(2) Określenie odpowiedniej fazy rozwoju gametofitu oraz optymalizacja warunków indukcji haploidalnych zarodków żyta w wybranej metodzie.
(3) Optymalizacja warunków kiełkowania i regeneracji zarodków/kalusów dla uzyskania roślin diploidalnych (DH) żyta.
(4) Identyfikacja fizjologicznego podłoża warunkującego efektywną produkcję DH żyta.
Projekt był skierowany do polskich firm hodowlanych zajmujących się uprawą żyta. Uzyskane, w latach 2015-2018, wyniki badań laboratoryjnych otwierają nowe perspektywy badawczo-aplikacyjne dotyczące przyspieszenia (o około sześć lat) postępu biologicznego dzięki włączeniu w hodowlę tradycyjną żyta nowoczesnych biotechnologicznych metod produkcji roślin, wliczając techniki roślinnych kultur in vitro, w których stymulacja procesu androgenezy w kulturach pylników i izolowanych mikrospor u żyta (Secale cereale L.) prowadzi do otrzymania podwojonych haploidów DH (z ang. Doubled Haploids). Materiał nasienny, uzyskanych w Instytucie Fizjologii Roślin im. Franciszka Górskiego PAN w Krakowie linii DH żyta, przyczyni się do rozwoju hodowli i nasiennictwa w Polsce poprzez dwa wdrożenia postępu biologicznego do praktyki rolniczej w dwóch wiodących spółkach DANKO Hodowla Roślin Sp. z o. o. oraz w Poznańskiej Hodowli Roślin Sp. z o. o. w latach 2018-2019.
Doniesienia konferencyjne:
1. 10th International Conference ‘Plant Functioning Under Environmental Stress’, 16-19 wrzesień 2015, Kraków (poster).
2. II Ogólnopolska Konferencja Doktorantów Nauk o Życiu BioOpen, 12-14 maj 2016, Łódź (wykład).
3. III Ogólnopolska konferencja doktorantów nauk o życiu BIOOPEN, 11-12 maj 2017, Łódź (poster).
4. IV Ogólnopolska konferencja doktorantów nauk o życiu BIOOPEN, 24-25 maj 2018, Łódź (wykład).
5. 11th International Conference ‘Plant Functioning Under Environmental Stress’ 12- 15 wrzesień 2018, Kraków (wykład).
Publikacje:
1. Marcińska, I., Czyczyło-Mysza, I., Skrzypek, E., Warchoł, M., Zieliński, K., Dubas, E. (2018) Obtaining of winter rye (Secale cereale L. ssp. cereale) haploid embryos through hybridization with maize (Zea mays L.). Cereal Res Commun. 46(3), 521-532. https://doi.org/10.1556/0806.46.2018.029
2. Zieliński, K., Krzewska, M., Żur, I., Juzoń, K., Kopeć, P., Nowicka, A., Moravčiková, J., Skrzypek, E., Dubas, E. (2020) The effect of glutathione and mannitol on androgenesis in anther and isolated microspore cultures of rye (Secale cereale L.). Plant Cell, Tissue and Organ Cult. 140: 577-592.
https://doi.org/10.1007/s11240-019-01754-9