Пошук молекулярних маркерів для оптимізації передпосівної обробки (праймування) насіння

Abstract

О.А. Бубряк, Т.В. Акимкина, А.П. Дмитриев, Д.М. Гродзинский, И.И. Бубряк. Поиск молекулярных маркеров для оптимизации предпосевной обработки (праймирования) семян. Наиболее эффективной технологией повышения жизнеспособности семян является его предпосевная обработка осмотиками – праймирование. Показано, что праймирование индуцирует репарационные процессы в клетках зародышей, по завершении которых происходит запуск клеточного цикла. Проанализированы изменения содержания ДНК в ядрах клеток зародышей сахарной, кормовой свеклы и лука при различных обработках. Обнаружены значительные различия в количестве клеток, которые достигли G2 фазы в конце обработки, что ведет к существенному варьированию жизнеспособности праймированных семян при хранении. Установлено, что при оптимальных уровнях праймирования сахарной и кормовой свеклы количество клеток в G2 фазе с 4С содержанием ДНК не должно превышать 10% у кормовой и 15% у сахарной свеклы. Процент клеток в G2 фазе, хотя и коррелирует с уровнем праймирования, неудобен в качестве молекулярного маркера праймирования, поскольку его «оптимальные» значения существенно отличаются даже для различных гибридов одного вида.

Бубряк О. А., Акімкіна Т. В., Дмитрієв О. П., Гродзинський Д. М., Бубряк І. І. Пошук молекулярних маркерів для оптимізації передпосівної обробки (праймування) насіння. Найбільш ефективною технологією підвищення життєздатності насіння є його передпосівна обробка осмотиками – праймування. Показано, що праймування iндукує репараційні процеси в клітинах зародків, після завершення яких відбувається запуск клiтинного циклу. Проаналiзовано змiни вмiсту ДНК в ядрах клiтин зародкiв цукрового, кормового буряку та цибулі при рiзних обробках. Виявлено значнi вiдмiнностi в кiлькостi клiтин, якi досягли G2 фази наприкiнцi обробки, що призводить до істотного варiювання життєздатностi праймованого насiння при зберiганнi. Встановлено, що за оптимальних рiвнiв праймування цукрового та кормового буряку кiлькiсть клiтин в G2 фазi з 4С вмiстом ДНК не повинна перевищувати 10% у кормового та 15% у цукрового буряку. Відсоток клітин в G2 фазі, хоча і корелює з рівнем праймування, не є зручним як молекулярний маркер праймування, оскільки його «оптимальні» значення істотно відрізняються навіть для різних гібридів одного виду.

О.А. Boubriak, Т.V. Аkimkina, O.P. Dmitriev, D.M. Grodzinsky, I.I. Boubriak. Search for molecular markers for optimization presowing processing (priming) of seeds. The most effective technology known to improve seed vigor is a pre-sowing osmotic treatment - priming. It has been demonstrated that priming induces repair processes in seed embryo cells and at the end of these repair processes cell cycle is started. Changes in the content of DNA after different priming treatments were analyzed in embryo cell nuclei for sugar beet, red beet and onion. Significant differences in the number of cells that have reached G2 phase at the end of treatment have been found, that lead to a substantial variations of primed seed viability during storage. It was established that under optimal levels of priming number of root cells in G2 phase with 4C DNA content should not exceed 10% in the red beet and 15% in the sugar beet embryos. Despite the fact that percentage of embryo cells in G2 phase correlates with the priming levels, this value cannot be used as a proper molecular marker for priming, because of significant variations of numbers even between different hybrids of the same species.