Репродукция растений: теоретические разработки и инновационные технологии ИННОВАЦИОННАя рОссИя

инновационная россия
Репродукция растений:
теоретические разработки
и инновационные технологии
Т. Б. Батыгина,
зав. лабораторией,
проф. кафедры эмбриологии СПбГУ,
член-корр. РАН, заслуженный
деятель науки РФ, лауреат
Государственной премии
и Премии Правительства РФ
в области науки и техники, лидер
ведущей научной школы России
Г. Е. Титова,
вед. н. с., к. б. н.,
лауреат Премии Правительства
РФ в области науки и техники
В. Е. Васильева,
В статье изложены фундаментальные разработки по репродукции цветковых растений
(явление эмбриоидогении, полиэмбрионии и генетической гетерогенности семян, автономность
зародыша, эмбриологические основы явления андроклинной гаплоидии и др.), которые были использованы в инновационных технологиях по созданию
новых сортов и линий растений (ячмень, пшеница,
подсолнечник, стевия), а также по тиражированию ценных генотипов (раувольфия, орхидные)
с целью сохранения биологического разнообразия
и расширенного воспроизводства растительных
ресурсов. Даны основные положения общей теории репродукции, разработанной на основе синтеза данных эмбриологии и биологии развития.
Особый акцент сделан на такие проблемы, как
многовариантность способов образования индивидуума (половой, бесполый, апомиксис); формирование различных систем репродукции; морфогенез
структурных модулей семенного и вегетативного
размножения; вивипария. Обсуждаются перспективы использования новых теоретических разработок (феномен полиэмбрионии с позиции стволовых клеток, оригинальная схема формирования
генетической гетерогенности семян) для целей генетики, селекции и биотехнологии.
П
еред биологической наукой все более остро
встает задача построения индустриальных
технологий, направленных на сохранение
биологического разнообразия и расширенное воспроизводство биологических ресурсов России, а также на создание новых форм животных и растений с
ценными признаками. Решение этих важнейших про-
вед. н. с., к. б. н.,
лауреат Премии
Правительства РФ в области
науки и техники
In article the fundamental elaborations on flowering
plant reproduction (the phenomena of embryoidogeny,
polyembryony and genetical heterogeneity of seeds,
embryo autonomy, embryological basis of the
androclynous haploidy a.o.) are stated, which were
used in the innovative technologies on creating of new
plant breeds and lines (barley, wheat, sunflower, stevia)
and propagation of the valuable genotypes (rauwolfia,
orchids) for aims of biological diversity preserving
and extended production of plant resources. The
main positions of the general reproduction theory are
postulated, which were elaborated on the background
of synthesis of data on embryology and developmental
biology. The especial accent is done at such problems
as polyvariancy of individuum formation modes
(sexual, asexual, apomixis), establishment of various
reproductive systems, morphogenesis of structural
modules of seed and vegetative multiplication and
vivipary. The perspectives of using of new embryological
elaborations (phenomenon of polyembryony from the
position of stem cells, original scheme of genetical
seed heterogeneity formation) for the purposes of the
genetics, selection and biotechnology are discussed.
блем возможно лишь на основе фундаментальных
разработок в области биологии развития и теории
репродукции, интегрирующим «стержнем» которых
является эмбриологическая наука. Ни одно из современных исследований, связанных с клонированием,
гибридизацией, влиянием антропогенного стресса
на репродукцию, не может успешно развиваться без
Инновационный потенциал науки
39
ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007
Ботанический институт
им. В. Л. Комарова Российской
академии наук лаборатория
эмбриологии и репродуктивной биологии
ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007
инновационная россия
познания «интимных процессов» воспроизведения
сложного многоклеточного организма и воссоздания
целостной картины событий, начинающихся с момента его зарождения (из одной клетки — зиготы или
соматической клетки) и определяющих дальнейший
ход индивидуального развития.
Это положение ярко иллюстрируют работы по
программе «Репродукция человека», в рамках которой на основе фундаментальных исследований
достигнуты значительные успехи по преодолению
проблем зачатия и последствий генетических нарушений в развитии эмбриона, — разработка технологий экстракорпорального оплодотворения, клонирования организма (образование однояйцевых
близнецов — двоен, троен), а также его тканей с
использованием генной инженерии и эмбриональных стволовых клеток. Современная эмбриология
растений, вооруженная арсеналом новейших методов исследования, располагает аналогичными достижениями в области клонирования растительного
организма, а также в ряде других значимых аспектов
репродукции. В связи с этим чрезвычайно актуальным является создание фундаментальной программы «Репродукция растений».
Специфика репродукции растений по сравнению
с человеком и животными связана со сложившимся
в ходе их эволюции прикрепленным образом жизни
и автотрофностью. Она состоит в многовариантности
способов образования их индивидуума (половой, бесполый, апомиксис), путей морфогенеза (эмбриогенез,
эмбриоидогенез и гемморизогенез) и типов размножения (семенное, вегетативное, вивипария). Поэтому в
поле зрения современной эмбриологии растений находятся прежде всего проблемы становления различных
систем репродукции, морфогенеза структурных модулей семенного и вегетативного размножения и его основных факторов (полярность, симметрия, «критиче­
ская масса» клеток, «морфогенетические поля», модели
функционирования стволовых клеток и др.).
В XX веке эмбриология растений по праву стала
одной из самых важных и увлекательных областей
человеческого познания и сегодня переживает период
расцвета, обусловленного общим прогрессом естествознания. В 50-60 годы этого столетия она перестала
быть чисто описательной наукой и благодаря интенсивному развитию экспериментальных методов дала
миру ряд ярчайших открытий общебиологического
значения — оплодотворение in vitro, соматический
эмбриогенез (эмбриоидогенез), экспериментальная
гаплоидия, парасексуальная гибридизация, цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС), получивших широкий выход в практику. Эмбриологическая
информация становится все более актуальной для
теоретических и прикладных исследований в ХХI
веке — в качестве ноу-хау при разработке генетикоселекционных программ и стратегии сохранения биологического разнообразия.
Необходимым звеном любой инновационной технологии является разработка теории, которая обеспе-
40
чивает прорыв в знаниях о механизмах биологических
процессов и базу для их целенаправленного управления. Результаты многолетних фундаментальных
исследований лаборатории эмбриологии и репродуктивной биологии Ботанического института РАН по
сравнительной эмбриологии [1] (Государственная
премия, 1993 г. — 8 чел.) и биологии развития цветковых растений способствовали разработке ОБЩЕЙ
ТЕОРИИ РЕПРОДУКЦИИ [2-29], а также новых
подходов и методов по оптимизации семенного и
вегетативного размножения ряда ресурсных, редких и исчезающих видов.
Создание общей теории репродукции оказалось
возможным во многом благодаря тому, что коллектив лаборатории эмбриологии и репродуктивной
биологии БИН РАН на протяжении многих лет
сохраняет и приумножает традиции школы классической и экспериментальной эмбриологии растений, основанной выдающимся русским ученым
С. Г. Навашиным. Лаборатория является связующим звеном между ведущими научными и учебными
центрами России и ряда зарубежных стран (Англии,
Германии, Польши, Украины, Литвы, Латвии и др.),
осуществляя интеграцию исследований в области
эмбриологии и репродуктивной биологии растений.
В 1996 г. коллектив лаборатории получил официальное признание в статусе ведущей научной школы
России («Разработка теоретических основ семенной
репродукции цветковых растений»), объединяющей
большое число учеников (57 человек) из различных
городов России и других стран.
Анализ банка эмбриологических данных, а также
ревизия классических и современных представлений
о сущности различных процессов и явлений с позиций
системного комплексного подхода позволили сделать
ряд открытий общебиологического значения.
Впервые выделен новый тип вегетативного размножения растений — эмбриоидогения, элементарной структурной единицей которого является эмбриоид (соматический зародыш). При его выделении были
использованы критерии: онтогенетический (гомофазная репродукция, унипарентальное наследование) и морфогенетический (биполярная организация — апексы побега и корня). В зависимости от
происхождения и положения соматических зародышей на материн­ском растении выделены две основ­
ные формы эмбриоидогении: репродуктивная и вегетативная [2-5].
Исходя из современной концепции контроля
клеточного цикла и структурной организации яйце­
клетки и зиготы — ключевых факторов полового процесса у покрытосеменных растений, впервые выделен М-тип кариогамии в ходе первого звена двойного
оплодотворения — сингамии [6–7]. Установлены новые типы развития полового зародыша — Graminad
и Paeoniad [8-11], и эндосперма — тубифлоральный
[12]. На основе разработанной теории критических
периодов в онтогенезе выявлен новый генетический
признак — «автономность зародыша», характеризую-
Инновационный потенциал науки
инновационная россия
Рис. 1. Строение зародыша на стадии
автономности у различных представителей
цветковых растений [14]
Выявлена роль феномена полиэмбрионии (образования в одном семени зародышей разного происхождения; уни- и бипарентальное наследование) как
основы ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ГЕТЕРОГЕННОСТИ
СЕМЯН (рис. 2), биологическое значение которой
состоит в повышении пластичности и толерантно­сти
систем репродукции, адаптивных возможностей и
конкурентоспособности растений [15-17].
определена его роль в системе репродукции ряда видов в популяционно-экологическом и генетическом
аспектах — в качестве особого типа размножения,
сложившегося в ходе эволюции и обеспечивающего
надежность репродукции при нарушении или отсут­
ствии полового процесса [18-20].
Эти открытия и оригинальная интерпретация изучаемых явлений легли в основу теории репродукции
цветковых растений, освещающей принципы формирования систем репродукции (чередование гаплоидного и диплоидного поколений, универсальность путей
морфогенеза в естественных условиях и в культуре in
vitro, соотношение способов семенного и вегетативного
размножения — радикалов репродуктивной стратегии
вида), эмбриологические механизмы генетической гетерогенности семян, принципы структурной организации эмбриональных структур (поливариантность
развития, пространственно-временная координация)
и критические периоды в их развитии.
Эти теоретические разработки получили экспериментальное подтверждение в прикладных исследованиях по культивированию in vitro таких уникальных
биологических систем, как зародыш, пыльник и др.,
и были реализованы в инновационных технологиях
по созданию новых форм и сортов растений, а также
по сохранению их естественного генофонда.
Использование нового универсального генетиче­
ского признака — «АВТОНОМНОСТЬ ЗАРОДЫША», выявленного с помощью метода эмбрио­
культуры [8, 13, 14], содействовало оптимизации
биотехнологических процессов и созданию в максимально сжатые сроки сортов ячменя «Раушан», «Рахат» и Биос-1, устойчивых к фитопатогенам, а также
гомозиготного материала — тысяча линий (рис. 3-4)
(Алтайский НИИ земледелия и селекции, ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии, НИИ сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны).
Рис. 3.
Различные стадии
развития гаплоидов
злаков в культуре
пыльников [9]
Рис. 2. Генетическое разнообразие клонов,
обусловленное различным происхождением
зародыша [17]
Впервые обобщены данные по феномену живорождения у растений и животных, которое рассмотрено как своеобразная «эмбрионизация» онтогенеза;
Рис. 4.
Конкурсное
сортоиспытание
дигаплоидного ячменя [9]
Авторские работы по проблемам морфогенеза
и размножения способствовали выведению сорта
«Дульсинея» технического растения стевии с высоким содержанием стевиазида — заменителя сахара в пищевой промышленности и медицине [21, 22]
(совм. с ВИР РАСХН). Разработка способа массового тиражирования ценного лекарственного растения
Rauwolfia vomitoria (на основе эмбриоидогенного пути
морфогенеза) освобождает страну от затрат на закупку
Инновационный потенциал науки
41
ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007
щий его способность к самостоятельному (независимо от гормонов) развитию (рис. 1) [8, 13, 14].
инновационная россия
импортного сырья (патент на изобретение № 2070787
[23] — совм. с Санкт-Петербургской государственной
химико-фармацевтической академией).
Фундаментальные разработки коллектива в области теории репродукции, не имеющие аналогов
в мире, обобщены в 3-томном Энциклопедиче­ском
издании «Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции» [24], опубликованном в
США [25] (рис. 5), и ряде других научных трудов
ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007
Рис. 5. Основные научные труды
лаборатории эмбриологии и репродуктивной
биологии БИН РАН, в которых изложены
положения общей теории репродукции
[8, 26-28]. Эта уникальная работа, обеспечившая
высокий экономический и социальный эффект
благодаря внедрению ее результатов в практику,
получила широкое признание и была удостоена
Премии Правительства РФ в области науки и техники (2002 г., 11 чел.).
В настоящее время новационные исследования
по биотехнологии продолжены в рамках проекта
«Создание новых форм растений (пшеница и подсолнечник) на основе современных достижений
в области теории репродукции», выполняемого
совместно с сотрудниками лаборатории генетики
и цитологии растений Института биологии Уфим­
ского НЦ РАН (зав. лаб., д. б. н. Н. Н. КРУГЛОВА) и отдела генетических ресурсов масличных и
прядильных культур ВИР РАСХН (зав. отд., д. б. н.
В. А. ГАВРИЛОВА, зав. гр. молекулярной генетики, д. б. н. И. Н. АНИСИМОВА) (грант РФФИ
№ 05-04-08114-офи_а).
В результате разработки теоретических принципов культивирования мужских и женских генеративных структур различных видов растений (в том числе
злаков) и экспериментальных работ по изучению их
МОРФОГЕНЕЗА в культуре in vitro предложен ряд
методических указаний, которые нашли применение
42
в селекции растений [8, 9, 28, 29]. Использование этих
принципов позволило провести системный анализ
ЭМБРИОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ АНДРОКЛИННОЙ ГАПЛОИДИИ. На модельных объектах — гибридах яровой мягкой пшеницы — определена специфика структурной организации и критический период
развития пыльника, в ходе которого достигается компетентность сильновакуолизированных микроспор к
переключению программы развития с гаметофитного — на альтернативный спорофитный путь (рис. 6).
Рис. 6. Возможные способы
и этапы технологии получения гаплоидов
I – из естественных аномалий (микроспор и пыльцевых
зерен);
II, 1 – из искусственно вызванных аномалий,
II, 2 – из нормальных микроспор, дву- и трехклеточных пыльцевых зерен путем снятия детерминации нормального развития [9, с измен.]
Выявлены надежные фенотипические и морфологические маркеры для экспресс-диагностики пыльников
в критическом периоде, оптимальный режим стрессового воздействия на них холодом (триггер спорофитной программы in vitro) и оптимальные концентрации
гормонального компонента культуральной среды для
достижения максимального выхода хлорофиллоносных гаплоидных регенерантов посредством различных
путей морфогенеза (эмбриоидогенез, гемморизогенез)
(рис. 7). На основе детального ультраструктурного
исследования пластидного аппарата в ходе развития
микроспориальных эмбриоидов установлены причины и возможный физиологический механизм возникновения альбинизма при андроклинии, снижающего
ценность материала для селекционных работ. Полученная информация позволила выявить определенные
Наследующей мужской генотип.
Инновационный потенциал науки
Рис. 7. Пути морфогенеза в культуре пыльников,
лежащие в основе получения массового количества
растений-регенерантов [43]
механизмы морфогенеза, обеспечивающие формирование нормальных гаплоидных регенерантов на основе
явления андроклинии, и разработать технологию их
стабильного массового тиражирования. В результате
максимальной реализации морфогенетиче­ского потенциала растений в условиях in vitro созданы андроклинные дигаплоидные линии яровой мягкой пшеницы с
закрепленным гетерозисным эффектом, обладающие
ценными признаками (однородностью, продуктивностью, устойчивостью к полеганию) и адаптированные
к полевым условиям южного Урала [30-32]. Полученные гибридные линии (АДГ 146, АДГ 152, АДГ 213,
АДГ 225) в настоящее время используются в качестве
исходного селекционного материала для создания новых сортов яровой пшеницы (совм. с ИБ УНЦ РАН и
БашНИИСХ РАСХН, Уфа).
Использование комплекса молекулярно-генетических, биохимических и цитоэмбриологических
методов для анализа путей возникновения межвидовых гибридов подсолнечника при скрещивании его
культурных форм (с ЦМС) с многолетними дикими
видами, обладающими ценными свойствами, позволило выявить генетические и эмбриологические механизмы, лежащие в их основе (апомиксис — апоспория) [33-35]. В результате межвидовой гибридизации
созданы уникальные интрогрессивные линии — прототипы новых сортов подсолнечника. Предложенная
разработка по созданию гибридных линий подсолнечника с закрепленным гетерозисным эффектом
состоит в оригинальности происхождения его новых
форм (использован генофонд многолетних видов),
уникальности морфотипа, ветвистости, автофертильности, устойчивости к ложной мучнистой росе
и фомопсису, однородности, а также наличии генов
восстановления пыльцы форм с ЦМС. Поэтому полученные гибридные линии (ВИР767 Rf, ВИР768 Rf,
ВИР769 Rf и др. — всего 10 линий) являются идеальными кандидатами для использования в каче­стве
отцовских форм при создании промышленных гибридов и в настоящее время также включены в селекционно-генетическую работу (ВИР РАСХН совм.
с ВНИИМК РАСХН).
Авторские разработки в области создания гетерозисных гибридов пшеницы и подсолнечника на основе использования явлений андроклинии и апомиксиса полностью патентоспособны и будут реализованы
в рамках нового инновационного проекта.
Одним из приоритетных направлений работы лаборатории является разработка стратегии
исследований в области СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ и создание
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПОСОБОВ МАССОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ РЯДА РЕДКИХ И
ИСЧЕЗАЮЩИХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ.
В результате комплексных исследований различных аспектов эмбриологии и репродуктивной биологии ряда видов орхидных умеренной зоны (морфогенез семязачатка, семени, зародыша, проростка,
сравнительный анализ и диагностика критических
стадий развития при различных условиях культивирования и др.) разработана высокоэффективная технология их тиражирования в асимбиотической культуре in vitro. Данная технология позволяет:
1. Качественно повысить всхожесть семян перечисленных видов и получить высокий процент жизнеспособных сеянцев, способных к дальнейшему
развитию в нестерильных условиях.
2. Унифицировать проращивание семян и выращивание растений орхидей разных видов.
3. Удешевить стоимость процесса семенного размножения за счет уменьшения расхода компонентов питательных сред и использования более
доступных веществ — дрожжевого экстракта и
активированного угля вместо натриевой соли
ДНК (заявка на патент № 93028737).
На основе растений, полученных в культуре in vitro,
были созданы искусственные популяции различных
видов орхидных — Dactylorzhiza maculata, Gymnadenia
conopsea, Epipactis palustris, Cypripedium calceolus (1991,
1993 гг., Научно-опытная станция БИН РАН «Отрадное») (рис. 8). Многолетний мониторинг этих популяций (1991-2006) показал, что они характеризуются стабильностью, увеличением численности, ускоренным
прохождением особями начальных этапов онтогенеза
и способностью к формированию полноценных семян
[36–39]. Уникальные разработки по репродукции орхидных in vivo и in vitro и мероприятия по созданию их
искусственных популяций являются пионерскими в
России (в странах Западной Европы — единичны). Несомненна их эффективность и перспективность для решения проблем сохранения естественного генофонда
орхидных в целом посредством не только интродукции,
но и репатриации в естественные условия, а также для
разработки биотехнологии промышленного размножения высокодекоративных генотипов и их коммерче­
Инновационный потенциал науки
43
ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007
инновационная россия
инновационная россия
ской реализации. В последние годы проводятся работы
по созданию искусственных популяций в питомниках
ряда других видов орхидных (Dactylorzhiza baltica,
D. o’kelly, D. purpurella, Liparis loeselii) [40], а также их
высадке в природные сообщества различного состава
с целью репатриации (D. maculata) [41, 42]. В настоящее время в БИН РАН создается генобанк орхидных
умеренной зоны России, включающий 32 вида и 27
форм, из которых 7 видов сохраняется в коллекции in
vitro. Семена, полученные с растений из искусственных
популяций, включены в Перечень семян БИН РАН
(№ 140-143, 1995-2002 гг.) и используются для обмена
с ботаническими учреждениями России и других стран
(Франции, Германии, Словакии, Венгрии).
ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007
Новые разработки в области репродуктивной
биологии и перспективы их использования
Ряд исследований, проводимых в лаборатории эмбриологии и репродуктивной биологии БИН РАН, направлен на ближайшие и более отдаленные перспективы развития биологии, генетики и селекции в России.
Предложена новая стратегия исследования явлений эмбриогении и эмбриоидогении у цветковых
растений [43]. Рассмотрен полиморфизм половых и
соматических зародышей как проявление параллелизма в их развитии in vivo и in vitro с точки зрения
основных критериев их развития — происхождение
инициальных клеток, способы образования зародышей
и их генетические характеристики [44].
Результаты исследований позволили предложить
новую схему формирования генетической гетерогенности семян, обусловленной происхождением
зародышей [45]. Выделены 4 категории семян:
1) с половыми зародышами (бипарентальное наследование);
2) с партеногенетическими зародышами (унипарентальное — материнское или отцовское наследование): диплоидными (нередуцированный партеногенез), гаплоидными (редуцированные партеногенез
или андрогенез);
3) с химерными гемигамными зародышами (биили унипарентальное наследование);
4) с соматическими зародышами (унипарентальное наследование): нуцеллярными, интегументальными, монозиготическими (рис. 2).
Гетерогенные семена могут содержать половой,
партеногенетический зародыши и эмбриоиды в различных сочетаниях. В таких семенах бок о бок протекают половой и бесполый процессы образования
нового индивидуума.
Впервые ФЕНОМЕН ПОЛИЭМБРИОНИИ
рассмотрен с позиции стволовых клеток растений.
На основе генезиса клеток яйцевого и антиподального аппаратов предложена оригинальная концепция явления апогаметии. Она позволяет объяснить
различную генетическую природу зародышей при
гаметофитном апомиксисе с учетом клонирования
материнского и дочернего организмов. В связи с этим
44
Рис. 8. Создание искусственных популяций
редких орхидей (Dactylorhiza maculata –
Научно-опытная станция БИН РАН «Отрадное») на
базе растений, полученных в культуре in vitro
из семян, собранных в природных популяциях [39]
разработано новое представление о чередовании поколений в эволюции разных видов цветковых растений. Выявлены шесть теоретически возможных
способов образования половых и соматических зародышей из клеток яйцевого аппарата (рис. 9) [46].
Разработка данного направления имеет несомненное практическое значение, так как позволяет:
1) направленно влиять на сохранение почвенных
банков семян («эмбриональных популяций») и создание искусственных семенных банков;
2) прогнозировать генотип потомства в популяциях и ценозах;
3) осуществлять тиражирование растений in vivo
и in vitro на основе явления полиэмбрионии, т. е. клонирования не только спорофита но и гаметофита.
Реализация этих задач внесет определенный
вклад в решение проблем сохранения биологического
разнообразия и создания новых форм растений.
Создание общей теории репродукции способ­
ствует решению фундаментальных проблем биологии развития (механизмы оплодотворения, развития зародыша и семени, апомиксиса, вивипарии) и
определению роли и взаимосвязей различных форм
и способов семенного и вегетативного размножения
в системе репродукции. Это, в свою очередь, расширяет перспективы управления этапами онтогенеза и
получения новых форм растений с помощью высоких
технологий. {Возможный алгоритм поиска: эмбриологическая информация
экспериментальные исследования инновационные технологии}
Инновационный потенциал науки
инновационная россия
ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007
I – из оплодотворенной
яйцеклетки (зиготы);
II – из оплодотворенной яйцеклетки и инициали синергиды;
IIIа – из оплодотворенной и неоплодотворенной яйцеклеток;
IIIб – из двух оплодо­
творенных яйцеклеток
(зигот);
IV – из оплодотворенной яйцеклетки и дифференцированной – дедифференцированной
синергиды;
V – из инициалей всех
клеток «яйцевого аппарата»;
VI – из инициалей обеих синергид, инициаль
яйцеклетки подвергается апоптозу;
в I, II, IIIa, IIIб, IV – вторая синергида разрушается после вхождения
пыльцевой трубки.
З – зигота;
ПТ – пыльцевая трубка;
С – синергида;
Сп – спермий;
Я – яйцеклетка;
( ) – состояние «стволовости»;
( ) – потеря «ство­ло­
во­сти»;
( ) – половой зародыш;
( ) – соматический зародыш
Рис. 9. Теоретически возможные пути развития зародышей
из стволовых клеток женского гаметофита [46]:
Инновационный потенциал науки
45
инновационная россия
ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007
Литература
1. Сравнительная эмбриология цветковых растений. Ред. М. С.
Яковлев, Т. Б. Батыгина. Л.: Наука. Т. 1, 1981, — 264 с.; Т. 2, 1983, —
363 с.; Т. 3, 1985, — 286 с.; Т. 4, 1987, — 392 с.; Т. 5, 1990, — 333 с.
2. Батыгина Т.Б. Эмбриоидогения // Эмбриология цветковых
растений. Терминология и концепции. СПб.: Мир и семья, 1997.
Т. 2. Семя. С. 628-634.
3. Батыгина Т.Б., Захарова А.А. Параллели в развитии полового и соматического зародышей // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. СПб.: Мир и семья, 1997. Т. 2.
Семя. С. 635-648.
4. Batygina T.B. Morphogenesis of somatic embryos developing in
natural conditions // Biologija. 1998. V. 3. P. 61-64.
5. Батыгина Т.Б. Эмбриоидогения — новый тип вегетативного
размножения // Эмбриология цветковых растений. Терминология
и концепции. СПб.: Мир и семья, 2000. Т. 3. Системы репродукции.
С. 628-634.
6. Батыгина Т.Б., Васильева В.Е. Половая репродукция цветковых растений: формирование зиготы и типы кариогамии // Бот.
журн., 2000. Т. 85, № 6. С. 50-66.
7. Batygina T.B., Vasilyeva V.E. In vivo fertilization // Current
trends in the embryology of angiosperms / Eds. Bhojwani S.S., Soh
W.Y.. Dordrecht et al.: Kluwer Acad. Publ., 2001. P. 101-143.
8. Батыгина Т.Б. Эмбриология пшеницы / Л.: Колос, 1974. 206 с.
9. Батыгина Т.Б. Хлебное зерно / Л.: Наука, 1987. 103 с.
10. Батыгина Т.Б. Graminad-тип эмбриогенеза // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. СПб.: Мир и
семья, 1997. Т. 2. Семя. С. 520-526.
11. Батыгина Т.Б. Paeoniad-тип эмбриогенеза // Эмбриология
цветковых растений. Терминология и концепции. СПб.: Мир и семья, 1997. Т. 2. Семя. С. 526-528.
12. Камелина О.П. О возможности выделения тубифлорального типа развития эндосперма // Эмбриология цветковых растений.
Терминология и концепции. СПб.: Мир и семья, 1997. Т. 2. Семя.
С. 281-284.
13. Batygina T.B., Vasilyeva V.E. Some aspects of autonomy of
embryo in flowering plants // Phytomorphology, 1988. Vol. 38, № 4.
P. 293-297.
14. Васильева В.Е., Батыгина Т.Б. Автономность зародыша //
Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции.
СПб: Мир и семья, 1997. Т. 2. Семя. С. 579-588.
15. Батыгина Т.Б. Генетическая гетерогенность семян: эмбриологические аспекты // Физиология растений. 1999. Т. 46. № 3.
С. 438-454.
16. Batygina T.B. Genetic heterogeneity of seeds // Acta Biol.
Cracov. Ser. Botanica. 1999. V. 41. P. 39-50.
17. Batygina T.B. Genetic heterogeneity of clones in different types
of apomixis in vitro and in vivo // Acta Hort., 2001. № 560. P. 361-364.
18. Батыгина Т.Б. Апомиксис, агамоспермия и вивипария и
их роль в системе репродукции цветковых растений // Тр. Межд.
симп. «Апомиксис у растений: состояние проблемы и перспективы
исследований» Саратов: Изд-во СГУ, 1994 . С. 16-18.
19. Батыгина Т.Б., Брагина Е.А. Вивипария // Эмбриология
цветковых растений. Терминология и концепции. СПб: Мир и семья, 2000. Т. 3. Системы репродукции. С. 39-62.
20.БатыгинаТ.Б.,БрагинаЕ.А.,ЕресковскийА.В.,Островский А.Н.
Живорождение у растений и животных: беспозвоночные и низшие
хордовые (учебное пособие). СПб.: Изд-во СПбГУ, 2006. 132 c.
21. Лемешев Н.К, Андронова Е.В. Особенности клонального
микроразмножения Stevia rebaudiana Bertoni // Бюлл. ВИР. 1990.
Вып. 204. С. 55-60.
22. Andronova E.V., Molodkin V.Yu., Dvoryanova L.G. The
developmental biology of Stevia rebaudiana in vivo and in vitro //
Compositae: biology and utilization / Eds. Caligari and D.J.N.Hind:
P.D.S., 1996. P. 179-183.
23. Батыгина Т.Б., Николаева Л.А., Упадхая Н., Маковейчук А.Ю. «Способ получения растений-регенерантов Rauwolfia
vomitoria Afc.» Патент на изобретение № 2070787, 1993.
24. Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции / Ред. Т.Б. Батыгина. СПб: Мир и семья. Т. 1 — «Генеративные органы цветка», 1994. 508 с. Т. 2 — «Семя», 1997. 1164 с.;
Т. 3. — «Системы репродукции», 2000. 647 с.
25. Embryology of flowering plants. Terminology and concepts.
/ Ed. T.B.Batygina / Enfield (NH), USA, Plymouth, UK: Sci. Publ.,
46
V. 1 — «Generative organs of flower», 2002. 421 p.; V. 2 — «Seed»,
2006. 786 p; V. 3 — «Reproductive systems», 2007, in press.
26. Терехин Э.С. Семя и семенное размножение // СПб: Мир и
семья, 1996. 377 с.
27. Teryokhin E.S. Weed broomrapes: systematics, ontogenesis,
biology, evolution / Germany: Aufsteig-Verlag, 1997. 182 p.
28. Батыгина Т.Б., Круглова Н.Н. Культура изолированных
пыльников с позиции экспериментальной эмбриологии // Уфа:
ИБ УНЦ РАН. 2000. 39 с.
29. Батыгина Т.Б., Бутенко Р.Г. Морфогенетический потенциал
зародышей покрытосеменных растений (на примере рода Paeonia L.,
Paeoniaceae) // Бот. журн., 1981. Т. 66, № 11. С. 1531-1548.
30. Круглова Н.Н., Батыгина Т.Б. Стресс как фактор индукции
андроклинии у злаков. Компетентный объект стрессового воздей­
ствия // Успехи соврем. биол. 2001. Т. 121. № 1. С. 67-78.
31. Круглова Н.Н., Титова Г.Е., Батыгина Т.Б., Сельдимирова О.А.
Эмбриоидогенез как путь спорофитного морфогенеза in vitro в
культивируемых пыльниках пшеницы // Круглова Н.Н. Морфогенез в культуре пыльников пшеницы: эмбриологический подход /
Уфа: «Гилем» (отделение издательства «Наука»). 2001. С. 91-111.
32. Круглова Н. Н., Батыгина Т.Б., Горбунова В.Ю., Титова Г.Е.,
Сельдимирова О.А. Эмбриологические основы андроклинии пшеницы. Атлас // Ред. Шамров И.И. / М.: Наука, 2005. 99 с.
33. Gavrilova V., Anisimova I., Voronova O., Tolstaya T., Pozhkova V.
Characterization of sunflower interspecific hybrids // FAO progress
report 2001-2004, FAO working group evaluation of wild Helianthus
species. Serbia and Montenegro. 2005.
34. Анисимова И.Н., В.А.Гаврилова, Г.И.Тимофеева. Наследование состава электрофоретических спектров запасных белков семян
у подсолнечника // Сборник докладов международной научнопрактической конференции «Современные проблемы научного
обеспечения производства подсолнечника», посвященной 120-летию со дня рождения академика В. С. Пустовойта. 2006. C. 162-174.
35. Воронова О.Н., Гаврилова В.А. Апоспория у подсолнечника
Helianthus annuus L.) // Сборник трудов конференции, посвященной 120-летию В.С. Пустовойта. Краснодар. 2006 (в печати).
36. Batygina T.B., Makovechuk Yu.A. Micropropagation
and repatriation of some terrestrial orchids // Abstracts of VIII
International Congress of Plant Tissue and Cellular Culture, 12-17
June, 1994, Firenze. P. 44.
37. Makovechuk Yu.A., Batygina T.B. Conservation and repatriation
of some orchids // Abstracts of Symp. on Community Ecology &
Conservation Biology, 14-18 August, 1994, Bern, Switzerland. P. 612.
38. Batygina T.B., Luks Yu.A., Andronova E.V., Bragina E.A.,
Korchagina I.A. Micropropagation and the possibilities to create
artificial populations of rare species of orchids // Abstracts of IV
International Symposium on «In vitro culture and horticultural
breeding», Tampere, Finland, 2000. P. 108.
39. Batygina T.B., Bragina E.A., Vasylieva V.E. The reproductive
system and germination in orchids // Acta Biologica Cracoviensia,
2003. Vol. 45, № 2. P. 21-34.
40. Bragina E.A., Batygina T.B., Looks Yu.A. Reproduction system
and repatriation in orchids // I International School for Young
Scientists «Embryology and biotechnology», 4-9 December 2005,
Saint-Petersburg. Russia. 2005. P. 33.
41. Андронова Е.В. Особенности развития проростков некоторых
видов рода Dactylorhiza (Orchidaceae) после их пересадки из культуры
in vitro в природу // Бот. журн., 2003. Т. 88. № 9. С. 105-109.
42. Андронова Е.В., Ивасенко Ж.В., Вахрамеева М.Г. Морфометрические параметры растений Dactylorhiza maculata s.l. через год
после пересадки из асимбиотической культуры in vitro в природные
условия (Московская обл.) // Раст. ресурсы, 2007. Вып.1. С. 57-61.
43. Батыгина Т.Б., Васильева В.Е. Размножение растений //
Издательство СПбГУ, 2002. 230 с.
44. Batygina T.B. Polymorphism of sexual and somatic embryos
as manifestation of their developmental parallelism under natural
conditions and in tissue culture // Plant Biotechnology and Molecular
Markers / Eds. Srivastava P.S., Narula A. and Srivastava S. Anamaya
Publishers, New Delhi, 2004. P. 43-59.
45. Batygina T.B. Sexual and asexual processes in reproductive
systems of flowering plants // Acta Biolog. Cracoviensia. Ser. Bot.
2005. Vol. 47, №1. P. 51-60.
46. Батыгина Т.Б., Виноградова Г.Ю. Феномен полиэмбрионии. Генетическая гетерогенность семян // Онтогенез, 2007. Т. 38.
№3. С. 1-26.
Инновационный потенциал науки