Актуальность. В скрещиванияx H. vulgare L.(2x) × H.bulbosum L.(2x) и H. vulgare(4x) × H. bulbosum(4x), при соотношении геномов в гибридном зародыше 1Hv : 1Hb, во многих случаях наблюдается элиминация хромосом ячменя луковичного. Это ограничивает возможности для привлечения в скрещивание значительного разнообразия родительских форм. При гибридизации диплоидных сортов H. vulgare с тетраплоидными образцами H. bulbosum (4x) результатом являются стабильные по хромосомному составу триплоидные гибриды (HvHbHb). На их основе могут быть получены интрогрессивные линии культурного ячменя. Целью нашего исследования было установить, с использованием GISH и FISH c хромосомоспецифичными маркерами, осуществляется ли гомеологичное спаривание хромосом родительских видов в метафазе I (МI) мейоза у триплоидных гибридов (HvHbHb) и каково участие в нем отдельных плеч хромосом культурного ячменя.

Материал и методы. В исследовании использовали семь триплоидных гибридов H. vulgare × H. bulbosum (HvHbHb), полученных в четырех комбинациях скрещиваний с участием трех диплоидных сортов культурного ячменя и двух тетраплоидных образцов ячменя луковичного. Особенности гомеологичного спаривания хромосом в МI изучали с использование метода флюоресцентной in situ гибридизации (GISH и FISH c хромосомоспецифичными маркерами).

Результаты. Для всех изученных гибридных растений характерен стабильный хромосомный состав в материнских клетках пыльцы (МКП) на стадии MI мейоза. Были выявлены мейотические конфигурации, образованные гомеологичными хромосомами родительских видов в количестве от 0,87 до 1,40 в среднем на клетку. Среди них преобладали vbb триваленты. Анализ спаривания в МI мейоза у триплоидных гибридов выявил участие в образовании гомеологичных Hv-Hb ассоциаций всех хромосомных плеч H. vulgare, кроме короткого плеча хромосомы 1H. У всех изученных триплоидных гибридов наблюдается тенденция к более высокой вовлеченности в гомеологичные ассоциации длинных плеч хромосом, эта особенность наиболее четко проявляется для хромосомы 5Н.

Выводы. В МI мейоза у триплоидных гибридов H. vulgare × H. bulbosum (HvHbHb) выявлены межгеномные ассоциации с участием всех плеч хромосом H. vulgare, кроме короткого плеча хромосомы 1H. Для хромосомы 5Н, как и для других хромосом культурного ячменя, характерно более частое вовлечение в гомеологичные ассоциации Hv-Hb длинных плеч хромосом по сравнению с короткими.

Обнаружение спонтанно образовавшихся гаплоидных растениий и разработка способов получения их в культуре in vitro определили новое направление, важное для селекции и для теоретических исследований в области репродуктивной биологии. Частота спонтанной гаплоидии в посевах культурных растений крайне низка и составляет не более 0,01-0,1%, поэтому поиск источников и доноров, способных к стимулированию гаплоидии в гибридных комбинациях, весьма актуален. Расширение поиска новых доноров признака гаплоиндукции, создание новых, более эффективных гаплоиндукторов способствует накоплению генетических источников, характеризующихся высоким ресурсным потенциалом для селекционно-генетических исследований. Причины, способствующие стимулированию гаплоидии, еще недостаточно изучены. Есть сведения, что за этот процесс ответственны гены, локализованные в qhir1, qhir11, qhir12 районах хромосомы 1 кукурузы. Использование генов, стимулирующих гаплоиндукцию кукурузы в сочетании с маркерным геном антоциановой окраски зерновки и зародыша R1-nj, а также антоциановой окраски растения А1 и В1, позволило создать линии-гаплоиндукторы с частотой стимулирования гаплоидов до 15%. Фенотипическое проявление доминантных аллелей генов маркерной антоциановой окраски на различных частях гибридного растения, а также на зерновке и зародыше способствует качественному отбору гаплоидных зерновок на початке за счет проявления рецессивных аллелей этих генов на гаплоидном уровне. Наличие в кремнистой кукурузе генов подавителей синтеза антоцианов (C1- I, C2-Idf, In1-D) ограничивает использование гена R1-nj на других представителях подвида кремнистой кукурузы. Для преодоления данной проблемы ведутся исследования по созданию гаплоиндукторов, у которых маркерным признаком служит содержание масла в зерне или отсутствие лигулы на листьях. Использование матроклинного и андроклинного типов гаплоиндукции позволяет селекционерам получать в высокой степени гомозиготные дигаплоидные линии кукурузы как с материнским, так и с отцовским геномом. Благодаря этим достижениям стало возможным сокращение материальных и временных затрат на создание инбредных линий и их стерильных аналогов в 5 и более раз, ускорилась селекционная работа по созданию новых гибридов кукурузы, значительно улучшилось качество семеноводческой продукции, ее типичность и однородность. Приведенные в статье материалы помогут селекционерам и генетикам лучше ориентироваться в инновационных направлениях и проблемах селекции гибридной кукурузы.

Данный обзор посвящен рассмотрению результатов изучения межвидовой гибридизации, полиплоидии и филогенетических отношений видов рода Solanum и представителей близких к нему таксонов, с использованием методов молекулярной цитогенетики, таких как гибридизация ДНК-ДНК in situ: геномная – GISH и флуоресцентная – FISH. Метод GISH был использован для определения геномного состава и происхождения ряда диких видов секции Petota. Метод FISH используют для выявления коллинеарности геномов разных видов. Такого рода исследования позволяют проводить сравнительный анализ кариотипов и геномов, а также способствуют лучшему пониманию взаимодействия хромосом в мейозе у гибридов. В данном обзоре сделан акцент на изучении диких аллополиплоидных видов картофеля с помощью методов молекулярной цитогенетики, рассмотрены результаты анализа искусственно созданных межродовых и межвидовых гибридов рода Solanum и их потомства.