СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2008, № 1, с. 16-25

УДК 633/635:575:631.522

ГАМЕТЫ С СОМАТИЧЕСКИМ ЧИСЛОМ ХРОМОСОМ:
МЕХАНИЗМЫ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ И РОЛЬ В
ЭВОЛЮЦИИ АВТОПОЛИПЛОИДНЫХ РАСТЕНИЙ
(обзор иностранной литературы)

Л.В. ЦАЦЕНКО, С.А. МОСУНОВ

Обсуждаются особенности образования нередуцированных гамет, методы их выявления у растений, а также гипотеза о балансовом числе эндосперма как механизме изоляции, препятствующей гибридизации видов с разным, а иногда и одинаковым уровнем плоидности. Показано, что 2n гаметы могут образовываться с очень высокой частотой (14-36 %), причем чаще всего — в результате аномального цитокинеза, который впервые был описан у картофеля. Рассмотрен вопрос о формировании полиплоидов под действием экологических факторов. Проанализированы переходные категории между ауто- и аллополиплоидией в связи с ролью 2n гамет в появлении новых полиплоидных форм.

Ключевые слова: нередуцированные гаметы, 2n гаметы, аллополиплоидия, гаплоид, диплоид, тетраплоид, мейотическое деление.

Key words: unreduced gametes, 2n gametes, allopoliploidy, haploid, diploid, tetraploid, meiotic division.

Перенос экзотической гермплазмы в культурные виды часто связан с использованием нередуцированных гамет, позволяющим селекционеру манипулировать с разным уровнем плоидности и предоставляющим новые источники генетического разнообразия. Этот подход успешно использован у касавы, люцерны, батата, земляники, ежевики, шпината, сахарного тростника и картофеля. Полиплоидия встречается у растений достаточно часто: например, у цветковых доля полиплоидных таксонов колеблется от 30 до 47 %, а иногда достигает 70 % (1, 2). Таким образом, появление полиплоидии сыграло большую роль в эволюции и формировании разнообразия растительного царства. Полиплоидия существует также у некоторых групп животных.

Половая полиплоидизация — это мейоз с образованием женских и мужских гамет (пыльцевых зерен или яйцеклеток) с соматическим числом хромосом (3) (так называемые 2n гаметы, синонимы — нередуцированные гаметы, диплогаметы).
Несмотря на большой объем исследований по аллополиплоидии, в литературе мало данных о механизмах образования 2n гамет. Вплоть до 1970 года полагали, что полиплоиды образуются в основном путем соматического удвоения хромосом (зиготы или клетки меристемы). В 1975 году J.R. Harlan и J.M.J. De Wet (4) описали 85 видов полиплоидных растений, подкрепив идею Г.Д. Карпеченко (5) и C.D. Darlington (6) о том, что половая полиплоидизация возникает в результате образования 2n гамет («парадигма Харлана и Де Вета»). Основные работы по выявлению 2n гамет у разных видов растений за 1984-2007 годы приведены в таблице 1.
М е т о д ы   о б н а р у ж е н и я  2 n   г а м е т. Морфологический скрининг. Методом прямого выявления 2n гамет является исследование пыльцы. Известно, что с увеличением количества ДНК увеличивается диаметр пыльцевого зерна (40-43). Поскольку образование гигантских пыльцевых зерен тесно коррелирует с формированием 2n гамет, наличие таких пыльцевых зерен часто служит индикатором образования 2n гамет. Однако использование этого приема ограничено видами, у которых существуют различия между размерами пыльцы гаплоидов и диплоидов.

У злаковых и диких ветроопыляемых видов рас-тений размеры пыль-цевых зерен в основном лимитированы, что объясняет сходные размеры их диплоидных и гаплоидных форм. На основании измерений диаметра пыльцы математическое моделирование частоты встречаемости n, 2n и «джамбо» (огромных 4n) пыльцевых зерен было успешно осуществлено у видов Lolium и Medicago (43, 44).
Метод проточной цитометрии. Прямое исследование содержания ДНК путем проточной цитометрии служит эффективным способом оценки уровня плоидности. Главное преимущество метода — возможность быстро и точно проанализировать содержание ДНК у большого числа объектов. Более того, метод удачно используется как на соматических, так и на генеративных клетках для исследования пыльцы у растений разных видов.
Анализ потомства при реципрокных скрещиваниях диплоид—диплоид и диплоид—тетраплоид. Прямые скрещивания 2x ½ 2x используются для исследования на присутствие 2n гамет. Подсчет 4х семян в потомстве от реципрокного скрещивания 2х ½ 4х является наиболее приемлемым методом, используемым для обнаружения 2n пыльцы или 2n яйцеклеток и оценки частоты их встречаемости у индивидуальных растений. Когда невозможно получить естественный полиплоид, полиплоиды, используемые как родители в реципрокном скрещивании, могут быть получены непрямым способом. Исследование образования 2n гамет в реципрокных скрещиваниях 2х ½ 4х обычно возможно у видов, которые самонесовместимы.
Интересно отметить, что при реципрокных скрещиваниях 2х ½ 4х и 2х ½ 2х, используемых для получения 2n гамет, в потомстве не образуются триплоиды (эффект «триплоидного блока»). Это объясняется абортированием триплоидных семян вследствие частичного или полного отсутствия эндосперма. Ткань эндосперма формируется при оплодотворении центральной клетки зародышевого мешка одним из спермиев пыльцевого зерна. Когда эта клетка имеет соматический набор хромосом материнского растения (тип Polygonum), ткань эндосперма будет содержать два набора хромосом от материнского генотипа и один набор от отцовского, что обеспечивает успешное оплодотворение, развитие клеток эндосперма и получение фертильного потомства (соотношение материнского и отцовского геномов 2:1). При скрещивании 2х ½ 4х материнско-отцовское соотношение набора хромосом в эндосперме должно быть 2:2, а в скрещиваниях 4х ½ 2х — 4:1; в обоих случаях эндосперм абортивен.

Однако появилось несколько сообщений о том, что в разных скрещиваниях в отсутствие четкого соотношения 2:1 эндосперм был жизнеспособным (45, 46). Известно также, что эндосперм может быть абортивным и при соотношении геномов 2:1. Полученные данные привели нескольких авторов к гипотезе о балансовом числе эндосперма (БЧЭ) (45-48). Согласно этой концепции, геном каждого вида имеет БЧЭ, при котором обеспечивается жизнеспособность эндосперма. Соответствующее БЧЭ является предпосылкой успешного скрещивания. Так, в случае материнско-отцовского соотношения геномов 2:1 соблюдается необходимое БЧЭ для жизнеспособности эндосперма у видов картофеля Solanum (45), недотроги Impatiens (49) и клевера Trifolium (50).
Экспериментальное подтверждение гипотезы, а также выявление различий БЧЭ у разных видов важны для понимания механизмов изоляции, препятствующих гибридизации форм с разным, а иногда и с одинаковым уровнем плоидности. Показано, что эффект БЧЭ служит механизмом предотвращения межплоидных скрещиваний у картофеля и люцерны (51).
Факт существования БЧЭ означает, что селекционер может предусмотреть последствия межплоидного скрещивания и скрещивания с растениями диких и культурных видов неодинаковой плоидности. Поэтому нельзя планировать получение тетраплоидов в результате скрещиваний форм с 2n гаметами, не имея данных о БЧЭ диплоидных форм.
Выявление аномалий микро- и макроспорогенеза. Указанный метод служит для подсчета частоты образования 2n гамет. Обычно он включает технику быстрой фиксации и окрашивания завязей и пыльников. Такие работы были успешно выполнены на люцерне, ипомее, чернике, твердой пшенице (16, 37, 52-54).

Ч а с т о т а   о б р а з о в а н и я   2 n   г а- м е т  у  р а с т е н и й.Известно, что этот показатель может быть очень высоким (14-36 %). Причем большая частота может отмечаться как внутри вида (например, у картофеля и ежи сборной), так и в пределах отдельных таксономических групп растений. Кроме того, некоторые растения могут образовывать 2n гаметы с очень высокой частотой, другие вообще их не образуют. Так, у маниока частота образования 2n гамет (пыльцевых зерен и яйцеклеток) варьирует от 0,1 до 35,6 %, у картофеля 2n пыльцевых зерен — от 2 до 10 % и 2n яйцеклеток — от 4,9 до 23 %. У ежи сборной частота формирования 2n пыльцевых зерен колеблется от 0,1 до 14 % у разных растений, частота образования 2n яйцеклеток — от 0,1 до 26 %. Более того, показатель может изменяться в широких пределах даже в одном цветке (у люцерны — от 4 до 37 %) или соцветии (у картофеля — от 5,6 до 62 %) (55).
Хотя некоторые растения могут формировать как 2n пыльцевые зерна, так и 2n яйцеклетки, прямой корреляционной зависимости между указанными признаками не обнаружено. Это дает основание полагать, что мега- и микроспорогенез контролируют разные генетические системы.
М е х а н и з м ы   о б р а з о в а н и я   2 n   г а м е т   и   в л и я н и е   н а   н и х   в н е ш н и х   ф а к т о р о в. Мейотическая реституция ядра. Образование 2n гамет с соматическим числом хромосом происходит в результате мейотической дисфункции, которая приводит к нерасхождению хромосом в мейозе. Цитологически обнаружено присутствие диад и триад с соматическим числом хромосом, в то время как тетрады в норме дают гаплоидные споры. Термин «мейотическое ядерное восстановление», или мейотическая реституция ядра, означает «формирование единственного ядра с нередуцированным числом хромосом у растений из двух ядер с редуцированным числом хромосом вследствие отсутствия первого или второго деления мейоза» (56). Различают 2n гаметы, возникающие в результате нарушений первого (НПД — first devision restitution) и второго (НВД — second division restitution) деления мейоза (рис. 1).
Как известно, в норме при мейозе первое мейотическое деление ведет к разделению гомологичных хромосом, второе — сестринских хроматид каждой хромосомы. При НПД конъюгация и/или разделение гомологичных хромосом в анафазе I не происходит, то есть первое деление проходит, как митотическое. При этом второе мейотическое деление происходит нормально, то есть сестринские хроматиды каждой хромосомы движутся к противоположным полюсам клетки.

В случае НВД конъюгация и разделение гомологичных хромосом не нарушены, но при втором мейотическом делении сестринские хроматиды не разделяются. Правомерен вопрос, как определить, в результате какого нарушения образовались 2n гаметы. Показано, что в результате НПД образуются несестринские хроматиды, а при НВД преобладают сестринские. Понимание механизма нарушений прохождения мейоза, приводящих к формированию 2n гамет, особенно важно для выработки стратегии получения искусственных полиплоидов с нередуцированным числом хромосом.
Цитогенетические аномалии, наблюдаемые при формировании 2n гамет. В 1966 году M.M. Rhoades и E. Dempsey описали следующие события, приводящие к образованию 2n гамет: премейотическое удвоение, отсутствие первого мейотического деления, отсутствие второго мейотического деления, постмейотическое удвоение и удвоение хромосом после первого мейотического деления (57). В 1985 году R. Veilleux (58) и W.A. Parrott (59) детально охарактеризовали все возможные цитогенетические аномалии (рис. 2), наблюдаемые при формировании 2n гамет (табл. 2).
Аномалии микроспорогенеза хорошо описаны у видов Solanum. Цитологические исследования мегаспорогенеза затруднены сложностью получения качественных давленых препаратов завязи, вследствие чего предпочтительно применение техники чистого окрашивания, которая позволяет выделять яйцеклетки без тканей завязи.
Основные цитологические аномалии, приводящие к формированию 2n гамет, представлены на рисунке 2.

Чаще всего к формированию 2n гамет приводит аномальный цитокинез (типы 6, 7 и 12), который впервые был описан у растений картофеля (см. рис. 2). Другой распространенный тип — аномальный синапсис хромосом в профазе первого мейотического деления (типы 1, 2, 8 и 9). У картофеля он классифицируется как синаптический мутант, для которого характерно увеличенное число унивалентов в метафазе первого мейотического деления и, как результат, отсутствие нормальной конъюгации в профазе. В большинстве случаев гаметы стерильны вследствие несбалансированности числа хромосом. В то же время синаптические мутанты способны дать большое число анеуплоидных и эуплоидных потомков. Аномальный синапсис может отвечать за формирование 2n пыльцы и 2n яйцеклеток. Отсутствие первого или второго мейотического деления (тип 10) — известный феномен при формировании 2n гамет. Премейотическое удвоение (тип 13) описано у растений клевера и ржи. У ржи вследствие отсутствия веретена в премейотическом митозе образуются 4n пыльцевые материнские клетки и, как результат, соматическое число хромосом в гаметах сохраняется при нормальном мейозе. Такая аномалия, как формирование параллельного веретена, может восстанавливать фертильность синаптического мутанта (тип 2), что приводит к образованию 2n гамет.
Генетическая детерминация формирования 2n гамет. Мейоз, как известно, включает несколько цитологических событий, которые контролируются большим числом генов (в основном, доминантных) (60). Эти гены делятся на премейотические, мейотические и постмейотические (контролируют соответственно начало мейоза, его прохождение, постмейотические события и гаметогенез). Мутантные гены, влияющие на различные события мейоза, описаны у многих видов растений. По некоторым видам (кукуруза, рожь, пшеница, арабидопсис, горох) созданы мейотические коллекции. Генетическая детерминация образования 2n пыльцы описана достаточно детально, 2n яйцеклеток — изучена мало. Моногенный рецессивный статус мутантных аллелей, отвечающих за формирование 2n гамет (пыльцы и яйцеклеток), отмечен у ряда видов (например, у кукурузы и картофеля).

У многих известных генов, влияющих на мейоз или контролирующих его, отмечена высокая половая специфичность, что объясняет отсутствие какой-либо корреляции между частотой образования 2n гамет и яйцеклеток. Описан мутантный десинаптический аллель, влияние которого на мейоз по мужскому и женскому типу сходно (мутант ds1, обнаруженный у картофеля). Мутантные аллели, отвечающие за формирование 2n гамет, характеризуются широким диапазоном варьирования пенетрантности и экспрессивности. Этим объясняется высокая степень изменчивости частоты встречаемости 2n гамет даже в пределах индивидуального растения. Существовавшая в этой связи теория о моногенном контроле формирования параллельного веретена у картофеля подверглась критике со стороны M.S. Ramanna (61). Полигенный  контроль проявления цитологических аномалий был описан у клевера: один ген  отвечает за образование 2n пыльцы, от двух до шести — контролируют частоту аномалий (62). Эти результаты были подтверждены в опытах на петунии (63), а затем картофеле и люцерне. Имеющиеся данные позволили прийти к заключению о плейотропном эффекте генов, отвечающих за формирование «джамбо» (огромных 4n пыльцевых зерен).
Факторы, влияющие на экспрессию мейотических генов. Проявление мейотических генов зависит не только от генотипа, но также от условий среды и взаимодействия этих двух факторов. В некоторых исследованиях показано влияние сезонности, высоких и низких температур на образование 2n гамет. Например, за 2 года исследований образование 2n пыльцы у растений картофеля, выращиваемых при пониженных температурах, достигло 76 и 80 %, а в условиях теплицы при нормальных температурах — 35 и 27 %. Некоторые мейотические аномалии возникают только под действием факторов среды.
Влияние генотипа и взаимодействия генотип—среда на образование 2n гамет показано при изучении некоторых сортов картофеля.

Э в о л ю ц и о н н о е   з н а ч е н и е   о б р а з о в а н и я   2 n   г а м е т. Полиплоидия, как известно, играет ключевую роль в формировании эволюционного разнообразия у высших растений. Анализ всех переходных категорий между ауто- и аллополиплоидией показал, что образование 2n гамет может быть ключевым фактором в появлении новых полиплоидных форм при гибридизации.
Выделяют три механизма такой гибридизации (4): прямая одиночная или прямая двойная половая гибридизация, то есть слияние 2n гамет (I класс полиплоидов); вовлечение гибридов, которые образуют 2n гаметы (II класс полиплоидов); диплоидная гибридизация, следующая за соматическим удвоением (III класс полиплодиов).
Следует, однако, отметить, что при высокой частоте образования 2n гамет в природных популяциях частота образования стабильных полиплоидных форм в поколениях остается незначительной вследствие того, что полиплоидизация — циклический обратимый процесс, включающий восстановление диплоидности через материнский гаплоид, который может возникать путем партеногенеза и через так называемый триплоидный мост. Таким образом, у тетраплоидов восстановление диплоидного состояния возможно в результате двух этих событий (64). Такой цикл получил название диплоидно-тетраплоидно-гаплоидного (65, 66), однако подтверждения его существования у растений в естественных условиях крайне малочисленны. Если такие события происходят в природе, это объясняет эволюцию полиплоидов и, в частности, роль подобного цикла в процессе видообразования. Более того, этот цикл может снижать консервативность аутотетраплоидов, обеспечивая сохранение генетического контакта между диплоидной и тетраплоидной популяциями.
Итак, нередуцированные гаметы — 2n гаметы, участвующие в образовании полиплоидов, отвечают за перенос генов между формами с разным уровнем плоидности. Генный обмен осуществляется как на диплоидном, так и на полиплоидном уровне, вследствие чего 2n гаметы формируются у видов, которые не имеют полиплоидного цитотипа и для которых, возможно, характерен диплоидно-полиплоидно-гаплоидный цикл. В этом контексте изучение механизмов образования 2n гамет важно для понимания эволюционного значения полиплоидизации, происхождения и развития новых полиплоидов, а также сохранения вторичных контактных зон между древними диплоидными и новыми широко распространенными тетраплоидными формами растений.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. A v e r e t t  J.E. Polyploidy in plant taxa. In: Polyploidy, biological relevance /W.H. Lewis (ed.). N.Y., 1980: 269-273.
2. G o l d b l a t t  P. Polyploidy in angiosperms: monocotyledons. In: Polyploidy, biological relevance /W.H. Lewis (ed.). N.Y., 1980: 219-239.
3. Б р е с л а в е ц  Л.П. Полиплоидия в природе и опыте. М., 1963.
4. H a r l a n  J.R.,  De  W e t  J.M.J.,  O n  Ö. Winge and a prayer: the origins of polyploidy. The Bot. Rev., 1975, 41: 361-690.
5. K a r p e c h e n k o  G.D. The production of polyploid gametes in hybrids. Hereditas, 1927, 9: 349-368.
6. D a r l i n g t o  n   C.D. Recent advances in cytology. Philadelphia, 1937: 48-57.
7. R a b e  E.W.,  H a u f l e r  C.H. Incipient polyploid speciation in the maidenhair fern (Adiantum pedatum; Adiantaceae). Amer. J. Botany, 1992, 79: 701-707.
8. R a y  M.,  T o k a c h  M.K. Cytology of 2n pollen formation in diploid crested wheatgrass, Agropvron cristatum. Crop Sci., 1992, 32: 1361-1365.
9. P r i n g l e  G.J.,  M u r r a y  B.G. Polyploidy and aneuploidy in the tamarillo Cyphomandra betacea (Cav.) Sendt. (Solanaceae). I. Spontaneous polyploidy and features of the euploids. Plant Breed., 1992: 108: 132-138.
10. V a n  S a n t e n  E.,  H u g e s s e n  P.M.,  C a s l e r  M.D. Identification and frequency of tetraploid progeny from 2x ½ 4x and 4x ½ 2x crosses in Dactylis. Genome, 1991, 34: 273-278.
11. D e  H a a n  A.А.,  M a c e i r a  N.O.,  L u m a r e t  R. e.a. Production of 2n gametes in diploid subspecies of Dactyis glomerata L. 2. Occurrence and frequency of 2n eggs. Annals of Botany, 1992, 69: 345-350.
12. M a c e i r a  N.O.,  D e  H a a n  A.А.,  L u m a r e t  R. e.a. Production of 2n gametes in diploid subspecies of Dactylis glomerata L. 1. Occurrence and frequency of 2n pollen. Annals of Botany, 1992, 69: 335-343.
13. B i n o   R.J.,  V a n  T u y l  J.M.,  De  V r i e s  J.N. Flow cytometric determination of relative nuclear DNA contents in bicellulate and tricellulate pollen. Annals of Botany, 1990, 65: 3-8.
14. G a d e l l a  T.W.J. Some notes on the origin of polyploidy in Hieracium pilosella aggr. Acta Botanica Neerl., 1988, 37: 515-522.
15. J o n e s  A. Unreduced pollen in a wild tetraploid relative of sweetpotato. J. Amer. Soc. Horticult. Sci., 1990, 115: 512-516.
16. O r j e d a  G.,  F r e y r e  R.,  I w a n a g a  M. Production of 2n pollen in diploid Ipomoea trifida, a putative wild ancestor of sweet-potato. J. Heredity, 1990, 81: 462-467.
17. V a n  T u y l  J.M.,  De  V r i e s  J.N.,  B i n o   R .J. e.a. Identification of 2n-pollen producing interspecific hybrids of Lilium by flow cytometry. Cytologia, 1989, 54: 737-745.
18. S a l a  C.A.,  C a m a d r o  E.L.,  S a l a b e r r y  M.T. e.a. Cytological mechanism of 2n pollen formation and unilateral sexual polyploidization in Lolium. Euphytica, 1989, 43: 1-6.
19. N e g r i  V.,  V e r o n e s i  F. Evidence for the existence of 2n gametes in Lotus tenuis Wald. et Kit. (2n = 4x = 24). Theor. Appl. Genetics, 1989: 78: 400-404.
20. Z h a n g   Y.,  L e s p i n a s s e  Y.,  S a l e s s e s  G. Mise en evidence de quelques anomalies meïotiques conduisant a la formation de gametes mâles non reduits chez le pommier cultive (Malux ½domestica Borkh.). Cytologia, 1988, 53: 749-755.
21. H a h n  S.K.,  B a i   K.V.,  A s i e d u  R. Tetraploids, triploids, and 2n pollen from diploid interspecific crosses with cassava. Theor. Appl. Genetics, 1990, 79: 433-439.
22. N a s s a r  N.M.A. Production of triploid cassava, Manihot esculenta Crantz by hybrid diploid gametes. Field Crops Res., 1992, 30: 173-192.
23. V e r o n e s i  F.,  M a r i a n i  A.,  B i n g h a m  E.T. Unreduced gametes in diploid Medicago and their importance in alfalfa breeding. Theor. Appl. Genetics, 1986, 12: 37-41.
24. V e r o n e s i  F.,  T a v o l e t t i  S.,  M a r i a n i  A. Identification of 2n and 4n gamete producers in an experimental population of diploid Medicago. J. Genet. Breeding, 1990, 44: 143-148.
25. L e l l e y  T.,  M a h m o u d  A.A.,  L e i n  V. Genetics and cytology of unreduced gametes in cultivated rye (Secale cereale L.). Genome, 1987, 29: 635-638.
26. We r n e r  J.E.,  P e l o q u i n  S.J. Frequency and mechanisms of 2n egg formation in haploid tuberosum-wild species F1 hybrids. Amer. Potato J., 1987, 64: 641-654.
27. W e r n e r    J .E.,  P e l o q u i n  S.J. Occurrence and mechanisms of 2n egg formation in 2x potato. Genome, 1991, 34: 975-982.
28. W e r n e r  J .E.,  P e l o q u i n  S.J. Yield and tuber characteristics of 4x progeny from 2x ½ 2x crosses. Potato Res., 1991, 34: 261-267.
29. W e r n e r  J .E.,  P e l o q u i n  S.J. Significance of allelic diversity and 2n gametes for approaching maximum heterozygosity in 4x potatoes. Euphytica, 1991, 58: 21-29.
30. W a t a n a b e  K.,  P e l o q u i n  S.J. Occurrence of 2n pollen and ps gene frequencies in cultivated groups and their related wild species in tuber-bearing Solanums. Theor. Appl. Genetics, 1989, 78: 329-336.
31. W a t a n a b e  K.,  P e l o q u i n  S.J. The occurrence and frequency of 2n pollen in 2x, 4x, and 6x wild, tuber-bearing Solanum species from Mexico, and Central and South America. Theor. Appl. Genetics, 1991, 82: 621-626.
32. W a t a n a b e  K.,  P e l o q u i n  S.J. Cytological basis of 2n pollen formation in a wide range of 2x, 4x, and 6x taxa from tuber-bearing Solanum species. Genome, 1993, 36: 8-13.
33. M a s u e l l i  R.W.,  C a m a d r o  E.L.,  M e n d i b u r u  A.O. 2n gametes in Solanum commersonii and cytological mechanisms of triplan-droid formation in triploid hybrids of Solanum commersonii ½ Solanum gourlayi. Genome, 1992, 35: 864-869.
34. B u l l i t a  S.,  S m i t h  R.R. Preliminary evidence for the of 2n pollen in Trifolium nigrescens Viv. and its relevance to the evolution of Trifolium repens L. In: Gametes with somatic chromosome number in the evolution and breeding of polyploid polysomic species: achievements and perspectives /A. Manani, S. Tavoletti (eds). Perugia, Italy, 1992: 67-72.
35. P a r r o t t  W.A.,  S m i t h  R.R. Production of 2n pollen in red clover. Crop Sci., 1984, 24: 469-472.
36. T a y l o r  N.L.,  W i s e m a n  E.O. Triploids and tetraploids from 4x ½ 2x crosses in red clover. Crop Sci., 1987, 27: 14-18.
37. S h o e m a k e r - M e g a l o s  B.,  B a l l i n g t o n  J.R. Unreduced Pollen frequencies versus hybrid production in diploid-tetraploid Vaccinium crosses. Euphytica, 1988, 39: 271-278.
38. O r t i z  R.,  V o r s a  N.,  B r u e d e r l e  L.P. e.a. Occurrence of unreduced pollen in diploid blueberry species, Vaccinium sect. Cyanococcus. Theor. Genetics, 1992, 85: 55-60.
39. A c q u n a h  G. Principles of plant genetics and breeding. USA, 2007.
40. T a n  G.Y.,  D u n n  G.M. Relationship of stomatal length and frequency and pollen-grain diameter to ploidy level in Bromus inermis Lyess. Crop Sci., 1973, 13: 332-334.
41. V a n  D i j k  P.,  V a n  D e l d e n  W. Evidence for autotetraploidy in Plantago media and comparisons between natural and artificial cytotypes concerning cell size and fertility. Heredity, 1990, 65: 344-357
42. S o u t h w o r t h  D.,  P f a h l e r  P. The effects of genotype and ploidy level on pollen surface sculpturing in maize (Zea mays L.). Amer. J. Botany, 1992, 79: 1418-1422.
43. J a n s e n  R.C.,  D e n  N I j s  A.P.M. A statistical mixture model for estimating the proportion of unreduced pollen grain in perennial ryegrass (Lolium perenne L.) via the size of pollen grain. Euphytica, 1993, 70: 205-215.
44. V e r o n e s i  F.,  M a r i a n i  A., T a v o l e t t i  S. Screening for 2n gamete producers in diploid species of genus Medicago. Genetic Agronomy, 1988, 42: 187-200.
45. J o h n s t o n  S.A.,  D e n  N i j s  T.P.N.,  P e l o q u i n  S.J. e.a. The significance of genetic balance to endosperm development in interspecific crosses. Theor. Appl. Genetics, 1980, 57: 5-9.
46. J o h n s t o n  S.A.,  H a n n e m a n  R.E. Jr. Manipulations of endosperm balance number overcome crossing bariers between diploid Solanum species. Science, 1982, 217: 446-448.
47. E h l e n f e l d t  M.K.,  H a n n e m a n  R.E. Jr. Genetic control of endosperm balance number (EBN): Three additive loci in a threshold-like system. Theor. Appl. Genetics, 1988, 75: 825-832.
48. S i n g h  A.K.,  M o s s  J.P.,  S m a r t t  J. Ploidy manipulations for interspecific gene transfer. Adv. Agronomy, 1990, 43: 199-240.
49. A r i s u m i  T. Endosperm balance number among New Guinea-Indonesian Impatiens species. J. Heredity, 1982, 73: 57-65.
50. P a r r o t t  W.A.,  S m i t h  R.R. Evidence for the existence of endosperm balance number in the true clovers (Trifolium spp.). Conad. Genet. Cytol., 1986, 28: 281-286.
51. K l i n d w o r t h  D.L.,  W i l l i a m s  N.D. Interspecific hybridization of a multiploid mutant of durum wheat with rye and Triticum monococcum L. results in pentaploid hybrids. Plant Breeding, 2003, 122(3): 213-216.
52. T a v o l e t t i  S.,  M a r i a n i  A.,  V e r o n e s i  F. Cytological analysis of macro- and microsporogenesis of a diploid alfalfa clone producing male and female 2n gametes. Crop Sci., 1991, 31: 1258-1263.
53. S t e l l y  D.M.,  P e l o q u i n  S.J. Screening for 2n female gametophytes, female fertility, and 2x ½ 4x crossability in potatoes (Solanum spp.) Amer. Potato J., 1985, 62: 519-529.
54. J a u h a r  P.P.,  D o g r a m a c i - A l t u n t e p e  M.,  P e t e r s o n  T.S. e.a. Seedset on synthetic haploids of durum wheat. Crop Sci., 2000, 40: 1742-1749.
55. Mc C o y  T.J. Inheritance of 2n pollen formation in diploid alfalfa (Medicago sativa L.). Canad. J. Genet. Cytol., 1982, 24: 315-323.
56. R a m a n n a  M.S. A re-examination of the mechanisms of 2n gametes formation in potato and its implications for breeding. Euphytica, 1979, 28: 537-561.
57. R h o a d e s  M.M.,  D e m p s e y  E. Induction of chromosome doubling by the elongate gene in maize. Genetics, 1966, 54: 505-522.
58. V e i l l e u x  R. Diploid and polyploid gametes in crop plants: mechanisms of formation and utilization in plant breeding. Plant Breed. Rev., 1985, 3: 252-288.
59. P a r r o t t  WA. The selection, use, and inheritance of 2n gametes in red clover. PhD thesis, Univ. Wisconsin, Madison, USA, 1985: 37-39.
60. Г о л у б о в с к а я  И.Н. Мейоз и гены. Природа, 1997, 10: 63-72.
61. Ramanna M.S. First division restitution gametes through fertile desynaptic mutants of potato. Euphytica, 1983, 32: 337-350.
62. P a r r o t t  W.A.,  S m i t h   R.R. Recurrent selection for 2n pollen formation in red clover. Crop Sci., 1986, 26: 1132-1135.
63. M a i z o n n i e r  D. Production de tetraploides et de trisomiques naturels chez le Petunia. Annales d"Amelioration des Plantes, 1976, 26: 305-318.
64. De  W e t  J.M.J. Reversible tetraploidy as an evolutionary mechanism. Evolution, 1971, 25: 545-549.
65. S t e b b i n s  G.L. Variation and evolution in plants: progress during the last twenty years. In: Essays in honor of Th. Dobzhansky /M.K. Hecht, W.D. Sterre (eds). N.Y., 1970: 173-208.
66. B i n g h a m  E.T.,  S m i t h  R.R.,  C a s l e r  M.D. Reproduction dynamics of polyploid forage legumes and grasses. In: Ploidy and chromosome manipulation in forage breeding. Proc. of the 17th Meeting of the fodder crops section of Eucarpia. Alghero, Italy, 1991: 14-18.

GAMETES WITH SOMATIC NUMBER OF CHROMOSOMES: THE MECHANISMS OF THEIR FORMATION AND THEIR ROLE IN
EVOLUTION OF AUTOPOLYPLOID PLANTS
(review of foreign literature)

L.V. Tsatsenko, S.A. Mosunov

S u m m a r y