Способ идентификации мутантных форм кукурузы

 

Использование: биотехнология, биохимия, биофизика, сельское хозяйство, селекция и семеноводство. Сущность изобретения: мутантные формы кукурузы идентифицируют по уменьшению у них максимума флуоресценции по сравнению с немутантными (исходными), измеренного в интервале 500 - 525 нм после облучения среза зерна исследуемых образцов светом при длине волны 375 - 390 нм. 3 табл.

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству, в частности к генетическим исследованиям зерновых культур, и может быть использовано в селекционной практике для отбора мутантных форм кукурузы с хозяйственно ценными признаками.

Селекционные программы на улучшение качества зерна кукурузы включают использование мутантных форм как источников полезных признаков. В связи с этим возникает необходимость проведения идентификации мутантов, а также селекционных форм, созданных на их основе.

Известны способы оценки мутантных форм кукурузы по физическим характеристикам, включающие определение массы, плотности или стекловидности зерна.

К недостаткам указанных способов следует отнести использование большого количества анализируемого селекционного материала, а также невысокую контрастность маркерных признаков, что, в ряде случаев, затрудняет отбор зерна мутантов, фенотипически неразличимых с обычными аналогами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, включающий идентификацию мутантных форм кукурузы по величине оптической плотности диффузионного отражения размолотого зерна.

Согласно способу получают ИК-спектр диффузного отражения размолотого зерна кукурузы в области 1300-2400 нм. Отбор мутантных форм проводят по уменьшению величины оптической плотности в интервале длин волн 1400-2400 нм в сравнении с обычным аналогом.

Основными недостатками способа является необходимость подготовки образца к анализу путем размола зерна, использование для проведения идентификации большого количества селекционного материала (около 20 г). Кроме того, указанный способ не может быть использован для позерновочного отбора, что ограничивает возможность селекционной диагностики для мутантных форм с ограниченным выходом зерна.

Целью предполагаемого изобретения является упрощение и ускорение отбора.

Способ осуществляется следующим образом.

Срез зерна кукурузы помещают в кювету спектрофлуориметра, облучают светом при длине волны 375-390 нм, измеряют спектр флуоресценции образца в области 420-540 нм и определяют положение максимума флуоресценции в интервале 500-525 нм. Отбор мутантных форм кукурузы проводят по уменьшению значения указанного максимума на 8-18 нм в сравнении с обычными аналогами.

Интервал значений длин волн возбуждения (375-390 нм) и флуоресценции (500-525 нм) обоснован экспериментально.

Отличительной особенностью способа является использование в качестве образца среза зерна кукурузы и проведение идентификации по флуоресцентным параметрам.

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

П р и м е р 1. Срез зерна кукурузы помещают в кювету спектрофлуориметра МРФ-4, облучают его светом при различных значениях длины волны возбуждения, измеряют спектр флуоресценции образца в области 420-540 нм и определяют положение максимума флуоресценции по результатам анализа 3-5 индивидуальных зерновок каждого образца. В качестве контрольных образцов используют зерно исходной линии кукурузы (W 155 +/+), а в качестве исследуемой - зерно линии кукурузы, мутантной по гену опейк - 2(W 155 o2/o2). Полученные результаты приведены в табл. 1 (данные статически достоверны, ошибка измерения не более 5% ). В результате эксперимента установлено, что оптимальным интервалом для идентификации мутантных форм является область длин волн возбуждения 375-390 нм. При значениях длины волны возбуждения меньше 375 нм снижается контрастность различий между контрольным и исследуемым образцом, а при значениях выше 390 нм уменьшается интенсивность флуоресценции и точное определение максимума затруднено из-за уширения полосы.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 проводят измерения флуоресценции при длине волны возбуждения 382 нм и идентифицируют образцы мутантных форм кукурузы (02/02) в сравнении с исходными (+/+) (табл. 2).

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 определяют максимум флуоресценции при длине волны возбуждения 382 нм и проводят идентификацию высоколизиновых гибридов кукурузы (ВЛ) на основе мутации опейк-2 в сравнении с обычными аналогами (табл. 3). Полученные результаты показывают, что предложенный маркерный признак позволяет проводить отбор не только мутантных линий, но и высоколизиновых гибридов кукурузы. Использование предлагаемого способа в сравнении с прототипом упрощает и ускоряет проведение идентификации, так как исключает размол зерна при подготовке к анализу. Способ дает возможность проводить позерновочный экспресс-отбор без разрушения зерновки, которая после идентификации может быть использована в селекционном процессе при создании перспективных форм кукурузы с улучшенным качеством зерна. (56) Van Twisk P. , Qnicke V. , Jevers H. O. Cer. Chem. , 1976, vol. 53, N 4, p. 692-698.

Jupta H. O. , Singh J, Singh R. P. Indian J. Agric. Sci. , 1983, vol. 53, N 9, p. 767-770.

Paez A. V. Crop Sci. , 1973, vol. 13, N 6, p. 633-636.

Авторское свидетельство СССР N 1634191, кл. A 01 H 1/04, G 01 N 33/02, 1991.

Формула изобретения

СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ МУТАНТНЫХ ФОРМ КУКУРУЗЫ, включающий определение оптического параметра зерна исследуемых образцов и выявление мутантных форм путем сравнения измеренного параметра с идентичным параметром немутантных форм, отличающийся тем, что срез зерна исследуемых образцов облучают светом при длине волны 375 - 390 нм, в качестве оптического параметра измеряют положение максимума флуоресценции в интервале 500 - 525 нм и мутантные формы выявляют по уменьшению максимума флуоресценции у исследуемых образцов на 8 - 18 нм по сравнению с данным показателем немутантных форм.

РИСУНКИ

Рисунок 1