Способ получения растительных форм с чужеродными замещениями хромосом

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Н 4 А 01 Н 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Л

1 LJI..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ5 " ц

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 4082451/30-13 (22) 12.05.86 (46) 30.04.88. Вюл. N 16 (71) Научно-производственное объединение Подмосковье Отделения

ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне (72) В.А.Пухальский, Г.Л.Ячевская, Т. И. )1ов нар и | . А, Волкова (53) Ь31.52 (088.8) (56) О Мага I,О. C»to8enetic st«dies

on tritical, А method of determinin8

the effect of «ndividual Seca1e

chromosomes on Triticum.-Genetics, 1940, 25, 401-408, Rama S ° Kofa and Jan Dvorak. А rapid techni8ue for suhstitutin8 alien

chromosomes into Tri ticum.-Can.3,Геnetics СУсо1. 1985, v.27, р.549-558. (54) CIIOCOh П031УЧЕНИЯ РАСТИТЕЛ1эНЪ|Х

ФОРМ С ЧУЖЕРОДНЫМИ ЗАМЕЩЕНИЯМИ ХРОМОСОМ (57) Изобретение относится к селекции отдаленных гибридов, в частности к способу ускоренного получения Аорм с чужеродными замещениями хромосом.

Целью изобретения является более быстрое получение новых Аорм растений с чужеродными замещениями хромосом.

„„SU„„1391547 А1

Предложен способ создания Аорм с чужеродными замещениями хромосом, основанный на основе цитологического анализа НППА (2n=5b) х мягкая пшеница (2n=42). Поскольку HIIIIA (2n=56) имеют в разной степени нарушенный мейоз, то в результате ошибок мейоза возникают яйцеклетки с потерянной хромосомой пшеницы. При анализе конъюгации хромосом в М, мейозе сред гибридов F, выделяют растения моносомные по пшеничной хромосоме, нп с полным

ll субгеном пырея (2n=48-20 +8 ). Этн растения самоопыпяют и в Е -F4 цитологически отбирают пшеничные растения с чужеродными замещенными хромосомами пырея. Выход растений с чужеродными эамещенными хромосомами пырея увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению с контролем. Контролем служит анализ конъюгации хромосом у потомков эуплоидных для данного е I скрещивания гибридов 2n=49=21 +7

Данный способ пригоден для получения растений с чужеродными эамещенными хромосомами у любых отдаленных гибридов, имеющих мейоз с нарушения.ми и образующих моносомные гаметы культурного вида. 1 табл.! 1 I 1 5/4 7

Изобретение относится к селекции отдаленных гибридон, в частности к способу ускоренного получения форм с чужеродными замещениями хромосом.

Целью изобретения является более быстрое получение новых форм растений с чужеродными замещениями хромосом. Способ основан на изучении конъюгации хромосом в фазе t!f мейоза гибридов HIIIIA (2n= 56) мягкая пшеница и отборе, спонтанно возникяющих н процессе нарушений мейоэа у НППЛ растений моносомных по пшеничной хромосоме, но имеющих все 7 хромосом пырея. (НН11А — неполные пшеничнопырейные амфидиплоиды, которые имеют

42 хромосомы .ниetf! TITbf и 14 хромосом

А. itltermf dli пг ) .

nfl

Установлено. что н результате нлруше ния t feèÎý л у них нл1эяду с эуп по" идными гаме глми (n=28) обряэуюггcя гипер- (и 23) и гипоанеуплоидные гяметы (п=27 и 26) . Б связи с .T I Ifff гибриды НГПIЛ (2п=-56) мягкая пшеница (2п 42) наряду с эуплоилными цля данного скрещивания растениями 2п=4с1 дают янеуплоидные растения 2п-4/,48 и 50, При этом чем выше процент тет-ЗО рад с нарушениями у НПНЛ (2п-.56), Yef больше выход анеуплоидных гибридов при скрещивании с пшеницей. Коэффициент корреляции между процентом тетрад с нарушениями у 1IIIIA ()n=.56) и процентом анеуплоидов в их потомст-.З-. 35 ве r = 0,8/, а м .жду процентом анеуплоидон у гибридов HIIIIA (2п=56)х мягкая пшеница (2п=42) г = 0,82.

Способ иллюстрируется следующим

40 примером.

II р и м е р 1. Схема получения растений пшеницы с замещенными хромосомами Л8горугоп intermedium (2п=42).

1. HIIIIA (2п-56)х мягкая пшеница (2n=42)

2, 2п=4Ч=21„ +7Ч„ 2п=48=20„ +

+1„ +7 „,„ (самоопыление) 2п=48= 1

lI 1

21пи +6qg*

3. Цитологическое выделение рлсте- 50 ний с максимальной конъогацией от

2п=42=20 +2, 20 +3, 20 +4 f!

20 +7 (самоопыление)

4, Цитологическое выделение расlI тений 2п=42=21 с эамещенными хромосомами пырея, а также с элмещенными хромосомами 2n=43 ° ..46 (самоопыление) 5. 1Iродолжение цитологического выделения растений 2п=4? с. замешенными ромосомами пырея н потомстве классов 2n=43 ° .,Zn=4h, 1яким образом, для получения растений с чужеродными замещениями хромосом изучают конъюгации хромосом у гибридон Е, НШIЛ (2п=56)х мягкая пшеница (2п=42) и отбирают растения моносомные по пшеничной хромосоме и имеющие полный чужеродный геном, наличие частичного ясиндезл у гибридон приводит к образованию повышенного числа униналентон в М<. Ilo нашим данным процент тлких клеток н разных гибридных комбинациях колеблется от до 48":. Наличие глких к. еток обеснсчин..е г э мещение !Io pnif!II:f Itt!Ipn!THным хромосомам, Б !э82 -I985 lг г,ронерено п1зедположение о гом, что гибрицныс растения

;ftTIfOf Of ffIb;. IlO ПШЕНИЧНОЙ ХРОМОСОМЕ И им»юг1ие 7 хромосом пырея, т. е. с макк

"имлль"ой конъюгацией и l 2п=48=20

Ol ( <, должны давать в IfoòoM(тне îг слмоопыления повышенное число растений с элмещенными хромосомами пырея, Конт р.э м служили эуплоидные для данного скрещивания гибридные растения 2п= !!

=43=21 -/, в потомстве которых н результате пярушения коньюгяции хроМ -.0T 1 т и жЕ МСгжНО ЦИтОЛОГИЧЕСКИ Bbf .j !Hòü растения пшеницы с элмещенными хромосомами пырея, однако, как было установлено, встречаются они значительно реже, чем н потомстве !! растений с 2n=48=20 +8

Сравнительная оценка числя растений с зямещенными хромосом-:ми пырея н потомстве гибридов НППЛ (2п=

=46)х мягкая пшеница приведена н таблице.

Полученные данные поклэынлют, что н потомстве эуплоидных гибридов растения с эямещенными хромосомами пырея возникают в 2-3 разя реже, чем н потомстве 48-хромосомных растений с моносомными пшеничными хромосомами.

Г1ри этом 42-хромосомные растения с замещенными хромосомами пырея возникают начиная с Г и продолжают образовываться В Г4

Предложенный способ можс г быть использован и для др» гих культур: зерновых,технических, овощных н т.д., у которых существуют с1лные или неполные амфидиплоиды, Twpfif!T!fe няруше )154

40 ния конъюгации хром< сом в мейоэе и образующие повышенное количест11< унивалентных хромосом, Это относится к гибридам: тритикале х пшеница, амфидиплоиды картофеля с диксрас.тущими видами х культурш.1й вид, пшеничНо ÿ.1менный амфидиплоид х пшеница, пшенично-гайнальдиевый амфидиплоид х пшеница и т.д. Операция предложенного способа в каждом конкретном случае не будет отличаться от операций способа> предложенного для получения растений пшеницы с замещенными хромосомами пырея,, (ля обогаще— ния генофонда возделываемых видов в последнее время все чаще стали использовать отдаленную гибридизацию.

Такие скрещивания довольно часто дают самостерильные гибриды F, . При восстановлении фергильности v отдаленных гибридов возникают спонганно или создаются искусственно полные или неполные амфилиплоиды, имеющие геном культурного вида и це:<ы<1 геном или основное число (субгеном 1 хромосом дикорастущего сородича, добавленного к не. <у. Как правило, эти IIO IHI le и неполные амфидиплоиды имек1т в раз— ной степени нарушенный мейоз, Э ги нарушения можно направить на пол1,э" селекции, получив формы с чужеродными замещенными хромосомами, что позволит расширить генетические возможности культуральной формы, При скрещивании полного или неполного амфидиплоида с культуральн<111 видом у гибрида Г< хромосомы культурального вида конъюгируют с хромосомами этого вида, входящего в состав полноro или не1<олного амфидиплоида, а чужеродные хромосомы остаются в унивалентном состоянии. В результате нарушений мейоза у полных и неполных амфидиплоидон хромосо <ы кул;.турного вида могут потеряться. Это повышает вероятно«ть замещения хромосс<м культурного вида на чужеродные.

Получен певтаплоидний гибрид F, от ск1 ещивания гексаплоидного амфидиплоида, име<<1щс го ? 8 хромосом культурного вида и 14 хромосом дикорастущего вида, с культурным видом 2п=28.

В MI мейоза у эгсго гибрида F< 14 хромосом, прин.-.сенных в гибрид пильцой культурно<о нида, конъюгируют с

14 хромосомами к:льтурного вида, входящего в состав гамети амфидиплоида, а 7 чужер< лвих хрс:l«coll остаются в

Ъ Ю унивалеllтнсм состоянии т . < . в | < г 1< наблюдаю гся конъюг ад<ли 14, +; . 8 потомстве, полученном от сам« 11ыле5 ш<я этого гибрида унивалеllтние хроУ

MUcoìû с равной вероятно<-гII

Слияние этих гаме т также rloll«IIIIHP Tc s теории вероятности, Поэтому сбраэо10 ванне гибридных растений с разн<<м числом хромосом в Г, с конъюгацией

14 +7 рассчитывается по формуле (0,25+0,75), где / — число унива-, л< HTHbD< XpOMOCOM B MI> О, 5 — BPpO

15 ятность передачи унивалентной хромосомы через пыпьцу, так как против анеуплоидной пыльць1 идет более жесткий отбор, чем против анеуплоидных яйцеклеток; 0,75 — вероятность пере—

20 дачи унивалентной хромосомы через яйцеклетку.

Б результате разложения этой формулы получено, то растений в 1 с (2п=28) будет 13,5, с (ZII=29) — 31, 157, ?5 с (2n=30) — 31,15/, (2п=31) — 17,3/, <-. (2n=32) — 5,75% с (%и=33) — 1,15/, с (2II=34) — 0,13% и с (2п=35) — 0,01% °

Расте11ия с чужЕродными замещЕНН IMH хромосомами будут возникать на раз. .ых хромосомн1<х уровнях при участии в оплодотворении анеуплоидних яйцеклеток с числом . рсмосом и- 1. Но поскольку в Е нас интересует толь о уровень культурной формы, т ° с, 2п=?8, то такие растPHHH будут обраэсвывать— ся в потомстве 2 .1 — хромосомных форм.

Их расчетная частота с уче<ом анеуп:1сидных яйцеклеток составит в Р

31, 15: 2=15,58%. Однако в самой гибриднои популяции процент растении с чужеродными замещ нными хромосомами будет выше, так как анеуплоидные яйцеклетки возникают на разных хромосомных уровнях, но стабилизи45 poBR1ься на 28 хромосомном ?ровне они будут в более поздних поколения

Сопоставление теоретически рассчитанных данных данн<.<ми, полученными в опыте, показало, что по критерию Стьюдента они между собой не различаются достоверно: теоретически ожидаемый процент растений с замещениями 15,58 + 3,6%, а получено 18,6?1+3,85%. Следонательно, совпадение теоретически рассчитанных данных с

55 практически полученными xopollee.

Приведенный теоретический расчет пригоден для любых межродовых гибридов, им-ющих мейоз с нарушениями. В

1391547 формуле меняется лишь степень, указывающая на число унивалентных хромосом и число бивалентон у гибридов

F< (полный или неполный амфидиплоид х культуральный вид).

Формула и з обретения

2n = 49=71 + I

2п = 48=20" +8

Поколение, год

7 растений с замещением

Изучено 7. растений растений с замеще" нием

Изучено растений

1982

143

1983

199

8, 04 1, 93

9,37+ 1,82

8,16+2,?5

102

1S,62+3,85

22)58+2,69

25,00+4,02

1094

256

124

1985

147

116

Составитель Н,Кузенкова

Корректор С.Шекмар

Редактор А,Маковская

Техред М.Дидык

Заказ 1831/2 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения растительных форм с чужеродными замещениями хромосом, включающий цитологический анализ и последующий отбор в потомст» ве от самоопыления растений с чужеродными замещениями хромосом, о тл и.ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения процесса создания новых растительных hopM из отдаленных гибридов, полученных на основе форм с нестабильным мейозом при скрещивании полного или неполного амфидиплоида с культуральным видом, у гибридов У, по конъюгации хромосом в М мейоза отбирают растения моносомные по хромосоме культурного вида и имеющие полный чужеродный гепом, затем их самоопыляют и по анализу конъюгации хромосом в фазе М, мейоза в их потомстве отбирают растительные формы с чужеродными замещениями хромосом.