Способ отбора мутантных форм кукурузы с повышенным содержанием каротиноидов

 

Использование: сельское хозяйство, в частности в селекции кукурузы. Сущность изобретения: отбор мутантных форм кукурузы с повышенным содержанием каротиноидов осуществляют путем получения экстракта обработкой размолотого зерна водонасыщенным н-бутанолом, определением оптической плотности экстракта при 320 и 450 нм, последующего расчета отношения плотностей, при этом к мутантным формам с повышенным содержанием каротиноидов относят формы, имеющие минимальное значение отношения плотностей. 4 табл.

Изобретение относится к биотехнологии, к генетическим исследованиям зерновых культур и может быть использовано в селекции и семеноводстве для отбора перспективных форм кукурузы с улучшенным качеством зерна.

Одним из направлений в селекции кукурузы на улучшение биохимического состава зерна является использование эндоспермовых мутаций.

Однако при этом наряду с улучшением сбалансированности белкового комплекса и аминокислотного состава, содержание каротина одного из показателей питательной ценности зерна, определяется генетической специфичностью проявления эндоспермовых мутаций. В связи с этим возникает необходимость проведения отбора мутантых форм кукурузы по содержанию каротиноидов.

Известные способы отбора включают экстракцию каротина из растительного материала органическим растворителем, хроматографическую очистку экстракта и колориметрическое определение с использованием стандартного вещества с различной концентрацией растворов.

Указанные способы отличаются сложностью и длительностью операций.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ оценки мутантных форм кукурузы по содержанию каротиноидов.

Согласно способа навеску муки кукурузы экстрагируют смесью органических растворителей. Полученный пигментный комплекс разделяют на хроматографической колонке с сорбентом на основные каротиноидные фракции, которые идентифицируют и количественно определяют, используя хроматографический и спектрофотометри- ческий метод. Оценку мутантных форм проводят по количественному содержанию основных каротиноидных фракций или суммарному содержанию каротиноидов.

Основными недостатками способа является его длительность и трудоемкость в связи с необходимостью проведения хроматографического разделения, идентификации и определения индивидуальных фракций каротиноидов комплекса, что не дает возможность использования указанной процедуры для экспресс-диагностики селекционного материала.

Целью изобретения является упрощение и ускорение способа.

Цель достигается способом, который осуществляется следующим образом.

Проводят экстракцию образца размолотого зерна кукурузы водонасыщенным н-бутанолом и отделяют экстракт каротиноидов фильтрованием. Измеряют оптическую плотность экстракта при 320 и 450 нм и рассчитывают отношение оптических плотностей при указанных максимумах в качестве сравнительного показателя. Отбор мутантных форм с повышенным содержанием каротиноидов проводят по минимальному значению показателя среды анализируемых селекционных образцов с мутантным генотипом.

Значения аналитических длин волн (320 и 450 нм) определены экспериментально и соответствуют положению максимумов в спектре поглощения экстракта каротиноидов зерна кукурузы.

Отличительной особенностью способа является определение оптической плотности при аналитических значениях максимумов поглощения каротиноидного экстракта и проведение отбора по величине отношения указанных оптических плотностей.

По указанным оптическим признакам был проведен патентный поиск. Аналогичных решений не обнаружено, поэтому указанные признаки являются существенными.

П р и м е р 1. Навеску размолотого зерна кукурузы (100 мг) экстрагируют водонасыщенным н-бутанолом (5 мл) при встряхивании в течение 15 мин при комнатной температуре и отделяют экстракт каротиноидов фильтрованием. Оптическую плотность экстракта при 320 и 450 нм измеряют на спектрофотометре Спекорд М 40 в 1 см кювете и рассчитывают отношение оптической плотности при указанных максимумах для сравнения (D₃₂₀/D₄₅₀). Параллельно проводят определение каротиноидов в размолотом зерне известным способом.

Результаты определения сравнительного показателя и содержание каротиноидов в зерне опейковых форм кукурузы приведены в табл. 1 (данные статистически достоверны, ошибка измерения не более 5% ).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что минимальное значение сравнительного показателя характерно для линии А1619 02/02 и соответствует повышенному содержанию каротиноидов в анализируемом ряду мутантных форм.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 определяют сравнительный показатель для оценки воздействия эндоспермовых мутаций различного типа (02/02, su 2/su2, 02/02 su 2/su2) на исходный генотип.

Вариабельность значений показателя соответствует содержанию каротиноидов, повышенное содержание которого наблюдается для образца зерна линии W 64 A 02/02 su 2/su 2 (табл. 2).

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 определяют сравнительный показатель, оценивают воздействие эндоспермовой мутации типа 02/02 su 2/su 2 на различные исходные генотипы и проводят отбор образца с повышенным содержанием каротиноидов (Мк 302 02/02 su 2/su 2) (табл. 3).

П р и м е р 4. Аналогично примеру 1 по величине сравнительного показателя проводят отбор мутантной формы с повышенным содержанием каротиноидов (Cr wx/wx) среди селекционных образцов с эндоспермовыми мутациями типа 02/02, wx/wx и 02/02 wx/wx (табл. 4).

Применение предлагаемого способа в сравнении с прототипом позволит упростить и ускорить оценку качества зерна кукурузы по содержанию каротиноидов путем исключения длительных и трудоемких операций, уменьшить количество анализируемого селекционного материала.

Способ позволяет оценить степень воздействия мутаций различного типа на процесс накопления каротиноидов в зерне и генетическую специфичность проявления мутаций, направленных на улучшение биохимического состава зерна, при создании селекционных форм с комплексом хозяйственно ценных признаков. (56) Stud. cere. biochim, 1984, v. 27, N 1, р. 63-69.

Формула изобретения

СПОСОБ ОТБОРА МУТАНТНЫХ ФОРМ КУКУРУЗЫ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ КАРОТИНОИДОВ, включающий получение экстракта каротиноидов зерна и анализ содержания их в экстракте, отличающийся тем, что экстракт каротиноидов получают обработкой размолотого зерна водонасыщенным н-бутанолом, анализ содержания их осуществляют путем определения оптической плотности экстракта при 320 и 450 нм, при этом к мутантным формам с повышенным содержанием каротиноидов относят формы, имеющие минимальное значение отношения оптических плотностей при 320 и 450 нм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2