Способ селекции растений конопли

 

Использование: сельское хозяйство, в частности селекция растений конопли. Сущность изобретения: при селекции растений конопли отбирают формы, которые состоят из растений идеальной однодомной матерки или однодомной матерки с преобладанием доли мужских цветков над женскими. Анализируют женские цветки, находящиеся в средней части соцветия и расположенные у оснований ветвей первого порядка, выходящих из пазух листьев. Околоцветники для анализа собирают в фазу созревания 75% сформировавшихся семян. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений конопли с улучшенными хозяйственно-ценными признаками.

Известен способ селекции растений конопли, включающий анализ верхушек соцветий по количеству железистых волосков и выделение форм с малым или большим количеством на фоне среднего значения признака у анализируемого исходного материала.

Данный известный способ учитывает наличие корреляционной связи между количеством железистых волосков на цветках конопли и содержанием в растении тетрагидроканнабинола (ТГК) самого активного в психотомиметическом отношении соединения. Однако известный способ трудоемок, поскольку требует выполнения анализа больших объемов растительного материала, а положенный в основу способа критеpий оценки селекционного материала имеет невысокую достоверность.

Известен способ селекции растений конопли, включающий отбор перспективного селекционного материала, сбор с него околоцветников и отбор лучшего селекционного материала по морфологии и цвету железистых волосков на околоцветниках. Согласно данному способу сначала при обмолоте элитного материала с каждого растения отбирают несколько штук (до 10) околоцветников, затем в лаборатории с помощью стереоскопического микроскопа МБС-1 или МБС-2 на их дор-зальной стороне определяют тип и цвет железистых волосков, в конечном итоге для дальнейшей селекционной работы оставляют биотипы, у которых отсутствуют головчато-стебельчатые железистые волоски на длинной ножке с маленькой блестящей головкой от желто-оранжевого цвета до коричневого [1] (прототип).

Однако известный способ имеет ряд существенных недостатков. Осуществить пинцетом отбор околоцветников женских цветков из соцветий растений, прошедших послеуборочную сушку, без их повреждения практически невозможно. К тому же в работу берется большое количество растений весь элитный материал.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является ускорение селекционного отбора растений конопли с улучшенными хозяйственно-ценными признаками, снижение трудозатрат за счет исключения из анализа неперспективного растительного материала.

Достигается это тем, что в способе селекции растений конопли, включающем отбор перспективного селекционного материала, сбор с него околоцветников и отбор лучшего материала по морфологии и цвету железистых волосков на околоцветниках, отличительной особенностью является то, что в качестве перспективного материала отбирают только те формы, которые состоят преимущественно из растений идеальной однодомной матерки или однодомной матерки с преобладанием доли мужских цветков над женскими, а для отбора лучшего материала собирают с отобранного перспективного материала околоцветники только женских цветков, причем только тех, которые находятся в средней части только тех соцветий, которые расположены у оснований ветвей первого порядка, выходящих из пазух листьев.

Целесообразно собирать околоцветники вместе со сформировавшимися в них семенами в фазе созревания 75% семян. Это позволяет производить отбор неповрежденных околоцветников в поле, а не собирать деформированные околоцветники при обмолоте элитного материала.

В основе нового способа лежит известная взаимосвязь между морфологией и цветом железистых волосков на околоцветниках конопли и содержанием в растении ТГК, а также наличием иных хозяйственно-ценных признаков.

При этом впервые было показано, что при селекции конопли на отсутствие активных каннабиноидных соединений в качестве исходного материала предпочтительны формы, состоящие преимущественно из растений идеальной однодомной матерки и однодомной матерки с преобладанием мужских цветков над женскими.

Соблюдение данного нового правила позволяет на ранней стадии отбраковать неперспективный селекционный материал и не подвергать его весьма трудоемкому исследованию по оценке морфологии и цвета околоцветников.

Впервые установлена также положительная зависимость между генетической структурой популяций однодомных сортов конопли по признаку пола и характером формирования в них ТГК.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

П р и м е р 1. Провели анализ содержания ТГК в растениях сортов однодомной конопли в зависимости от генетической структуры их популяций по признаку пола. Результаты приведены в табл. 1 и свидетельствуют о том, что ТГК отсутствует или содержится в незначительном количестве в тех сортах, у которых в популяциях доля мужских цветков существенно преобладает над женскими. К таким сортам относятся Однодомная бернбургская, Однодомная венгерская и Однодомная пушкинская. Наоборот с возрастанием доли женских цветков в популяциях показатель содержания ТГК значительно повышается (сорта ЮСО-23 и ЮСО-29).

П р и м е р 2. На примере сорта конопли Однодомная бернбургская изучили зависимость содержания ТГК в растениях конопли от доли мужских и женских цветков в соцветии. Данные приведены в табл. 2 и свидетельствуют о том, что основные половые типы растений, входящие в состав современных сортов однодомной конопли, отличаются как разным соотношением мужских и женских цветков в соцветиях, так и неравнозначным содержанием в них тетрагидроканнабинола (ТГК): наибольшее количество психотомиметически активных соединений обнаруживается в околоцветниках женских цветков, при этом чем больше формируется женских цветков на растении, тем выше количество каннабиноидов.

П р и м е р 3. На примере сорта конопли Однодомная бернбургская изучили зависимость содержания ТГК в растениях конопли и расположения женских цветков в соцветиях. Данные приведены в табл. 3 и свидетельствуют о том, что для всех основных половых типов растений наиболее объективную характеристику по количеству железистых волосков на единицу площади поверхности прицветника и содержанию ТГК можно получить при анализе околоцветников женских цветков в средней части соцветий, расположенных у оснований ветвей первого порядка, выходящих из пазухи листьев.

П р и м е р 4. В 1990 году среди растений гибрида (Чувашская местная х Однодомная бернбургская х ЮСО-31), выращенных на пространственно-изолированном участке, в период созревания 75% семян в соцветиях визуального осмотра выбрали 300 фенотипически лучших исходных биотипов, в том числе 180 однодомной матерки с преобладанием мужских цветков над женскими и 120 идеальной однодомной матерки. Выделенные растения заэтикетировали с указанием порядкового номера и пола. Данные визуальной оценки записывали в журнал. Из средней части соцветия каждого биотипа с помощью пинцета отобрали по 5 околоцветников женских цветков вместе со сформировавшимися в них семенами, при этом брали только те, которые расположены у оснований ветвей первого порядка, выходящих из пазухи листьев. Выбранные околоцветники помещали в отдельные бумажные пакеты с указанием номера и полового типа растения.

С питомника пакеты с околоцветниками доставили в лабораторию, где с помощью стереоскопического микроскопа МБС-1 или МБС-2 при увеличении 4х7 в отраженном свете на дорзальной стороне околоцветника определяли степень опушенности их головчато-стебельчатыми железистыми волосками на длинной ножке с маленькой блестящей головкой от желто-оранжевого цвета до коричневого. Для селекционной работы оставляли растения, у которых отсутствовали железистые волоски вышеуказанного типа. Все остальные растения данного сорта браковали и они в дальнейшем селекционном процессе на уменьшение содержания каннабиноидов не участвовали.

Аналогичную работу повторяли в 1991 и 1992 годах.

Результаты работы представлены в табл. 4.

Как видно, экспериментальная проверка предлагаемого способа показала, что им можно надежно пользоваться при отборе селекционных элит; степень вероятности выделения биотипов без каннабиноидных соединений составляет 70,3-84,4% Применение предлагаемого способа в практической селекции в сравнении с базовым позволяет почти в 2 раза сократить время селекционного процесса.

На основе нового способа был создан новый селекционный сорт конопли среднерусского типа Волгарь, который с 1990 года находится в конкурсном сортоиспытании. В табл. 5 приведены хозяйственные и технологические характеристики нового сорта и видно, что новый селекционный сорт Волгарь в 2,5 раза превышает районированный сорт ЮСО-14 по урожаю семян, отличается коротким вегетационным периодом (скороспелее сорта ЮСО-14 на 21 день), что позволяет возделывать его на двустороннее использование (волокно и семена), тем самым существенно повышать эффективность отрасли. Кроме того, новый сорт характеризуется отсутствием каннабиноидных соединений в растениях.

Таким образом, новый способ позволяет с большей степенью вероятности выделять из гетерогенных популяций конопли биотипы без активных каннабиноидных соединений, сократить при постоянном объеме работ количество поступающего на анализ малоценного материала за счет выбраковки его в поле. При проведении 2-3 циклов непрерывного отбора по предлагаемому способу доля генотипов без активных каннабиноидных соединений повышается от 15,0% в исходной популяции до 75,0% в выборках растений. Следовательно, использование нового способа способствует повышению объективности и эффективности селекционных оценок, что положительно скажется на темпах селекционной работы.

Формула изобретения

1. СПОСОБ СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ КОНОПЛИ, включающий отбор исходных форм, сбор с них околоцветников, анализ железистых волосков околоцветников и отбор селекционного материала по морфологии и цвету железистых волосков, отличающийся тем, что в качестве исходных форм отбирают формы, состоящие из растений идеальной однодомной матерки или однодомной матерки с преобладанием доли мужских цветков над женскими и анализируют околоцветники женских цветков, находящихся в средней части соцветий, которые расположены у оснований ветвей первого порядка, выходящих из пазух листьев.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что околоцветники для анализа собирают в фазу созревания 75% сформировавшихся в них семян.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3