Как известно, получение гаплоидов in vivo и in vitro из мужских и женских генеративных структур, таких как пыльник, завязь, семязачаток и др., имеет огромное значение для создания новых форм и сортов растений и, в частности, хлебных злаков.
Все исследования, проводимые с использованием генеративных структур в культуре in vitro, в частности пыльников, тесно связаны со сложнейшей проблемой морфогенеза. Несмотря на то, что вопросами получения гаплоидов из пыльника занимаются многие исследователи (Бутенко, 1964, 1975; Sunderland, Dunwell, 1975; Хохлов, Тырнов и др., 1976; Лукьянюк, Игнатова, 1981; Maheshwari et al., 1982; Ни Han, 1983; Лукьянюк, 1983; Суханов, 1984, и др.), продолжает оставаться неясным, из каких микроспор и пыльцы образуются гаплоиды: из нормально развивающейся (участвующей в оплодотворении) или аномальной пыльцы и микроспор (дегенерирующих на разных этапах своего развития), определенный процент которых в силу полиморфизма пыльцы всегда присутствует в сформированном и зрелом пыльнике.
Использование термина «диморфизм» вместо «полиморфизм» неточно, так как гаплоиды могут возникать из пыльцы различного размера, в том числе и из пыльцы типа S (small — маленькая).
Дискуссионными остаются вопросы: какие клетки нормальной пыльцы участвуют в формировании гаплоидов; какая стадия пыльника, взятого из цветка растения (произрастающего в естественных условиях) для посадки в культуру in vitro, является оптимальной для получения гаплоидов из нормальной пыльцы, т. е. какая стадия микроспорогенеза (включая образование микроспор) и развития пыльцевого зерна (2- и 3-клеточная) более эффективна и насколько она детерминирована. Является ли эта стадия видоспецифичной? Возможно ли экспериментальным путем (т. е. воздействием различных факторов на растение, отдельный цветок или пыльник) изменить детерминацию с целью получения большого количества гаплоидов из пыльников, получающихся в норме? И какова тогда будет оптимальная стадия воздействия? Не ясно также, какой тип аномальных пыльцевых зерен (возможно, правильнее называть их аномальными структурами) развивается в гаплоиды. Какова роль вегетативной и генеративной клеток (или спермиев в случае с 2- и 3-клеточными пыльцевыми зернами) в образовании эмбриоидов при формировании гаплоидных растений? Каковы пути морфогенеза (эмбриоидогенез или гемморизогенез) при образовании гаплоидов и насколько они зависят от стадии развития пыльника (спорофитной и гаметофитной детерминации)? Какие пути (эмбриоидогенез, гемморизогенез) и способ (без ЭКК, через ЭКК) являются более эффективными для получения гаплоидов? Все приведенные выше вопросы говорят о том, насколько сложна эта проблема и как много нужно еще знать, чтобы подойти к управлению морфогенезом.
В литературе данные о способе образования гаплоидных растений из пыльцы, микроспоры, особенно об их генезисе, фрагментарны. Для получения единичных гаплоидов у некоторых культур, например злаков, необходима трудоемкая работа — посадка тысяч пыльников в культуру in vitro.
Известно, что у злаков, несмотря на большое количество пыльцы в пыльнике (например, у ржи сорта Ярославна — 11 000—12 000 пыльцевых зерен, у яровой пшеницы Ленинградка — 3000—3100, у ярового ячменя Рассвет — 3300— 3500, а у кукурузы— 1.5 млн пыльцевых зерен), выход гаплоидов очень мал и исчисляется обычно долями процента или несколькими процентами.
Проблема получения гаплоидов — морфофизиологическая проблема, поэтому все перечисленные вопросы должны решаться усилиями ученых разных специальностей и в первую очередь эмбриологов.