Способ создания исходного материала для селекции озимых мягких пшениц

 

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства, в селекции при создании устойчивых к поражению мучнистой росой и бурой листовой ржавчиной дисомнодополненных чужеродными хромосомами линий озимой мягкой пшеницы с высоким содержанием в зерне сырого протеина. Изобретение включает опыление цветков яровой мягкой пшеницы (2n = 42) пыльцой ее дикого сородича Aegilops speltoides (2n = 14), облученной гамма-лучами в дозе 10 кР, и выделение матроморфных асимметричных половых гибридов F₁ (2n = 49), отбор устойчивых к поражению болезнями дисомнодополненных линий (2n = 44) с озимым типом развития в гибридных популяциях второго и последующих поколений при весенних сроках сева и при самоопылении. Изобретение позволяет повысить эффективность использования гибридов яровой мягкой пшеницы с ее диким сородичем Aegilops speltoides. 3 табл.

Изобретение относится к селекции сельскохозяйственных растений и может быть использовано в селекционно-генетических программах при создании устойчивых к поражению мучнистой росой и бурой листовой ржавчиной дисомнодополненных чужеродными хромосомами линий озимой мягкой пшеницы с высоким содержанием в зерне сырого протеина и набором других хозяйственно ценных признаков.

Известен способ создания дисомнодополненных линий пшеницы, которые выделяют путем подсчета числа хромосом у гибридных потомств, полученных при отдаленных скрещиваниях (Ячевская Г.Л., 1985). Однако, остается мало изученной реакция полученных линий на отбор по хозяйственно ценным признакам при изменении их свойств озимости и яровости. От действия генов, локализованных в чужеродных хромосомах дисомнодополненных линий, зависит развитие многих признаков, в том числе таких, как устойчивость к поражению болезнями, качество зерна и других. Ценность использования в селекционно-генетических исследованиях линий с добавленными хромосомами определяется тем, что их агрономически важные признаки можно передать вновь создаваемым сортам.

Известен способ создания форм яровой мягкой пшеницы с использованием потомств асимметричных гибридов F₁ (2п = 49), полученных при опылении яровой мягкой пшеницы, облученной гамма-лучами пыльцой вида Aegilops speltoides (Лапочкина И.Ф. и др., 1994). Известный способ принят авторами изобретения в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Однако недостатком известного способа является получение только яровых типов растений пшеницы.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования в селекционно-генетических исследованиях гибридов яровой мягкой пшеницы с ее диким сородичем Aegilops speltoides путем отбора среди самоопыляющихся потомств асимметричных половых гибридов дисомнодополненных линий (2п = 44) с озимым типом развития и другими, возникающими при гибридизации хозяйственно-ценными признаками, в том числе устойчивых к поражению грибными болезнями и с высоким содержанием в зерне сырого протеина.

Указанная цель по созданию исходного материала для селекции озимых мягких пшениц достигается тем, что при скрещивании яровой мягкой пшеницы в видом Aegilops speltoides получен не известный ранее тип озимости пшеницы. Факт интрогрессии в пшеничный геном одного гена озимости Aegilops speltoides подтвержден в процессе проведения гибридологического анализа по известной методике (Гуляев Г.В., 1977).

Способ осуществляется следующим образом. У цветков растений яровой мягкой пшеницы сорта Родина удаляют тычинки и через 3...5 дней опыляют их пыльцой, предварительно облученной гамма-лучами в дозе 10 кР, дикого сородича Aegilops speltoides.

У гибридов F₁M₁ определяют число хромосом в мейозе и отбирают растения с 2п = 49. Гибриды F₂ выращивают при весенних сроках сева, выщепившиеся потомства с озимым типом развития осенью пересаживают на озимое поле. Там они зимуют.

Весной, в ходе развития растений, у устойчивых к поражению болезнями семей определяют число хромосом в метафазе 1 мейоза по известной методике (Паушева З.П., 1980). Отбирают устойчивые к поражению мучнистой росой и бурой листовой ржавчиной растения с 2п = 44.

Потомства индивидуально отобранных растений оценивают в сравнении со стандартным сортом по комплексу хозяйственно-ценных признаков при выращивании в питомнике селекционного типа по известной методике (Гуляев Г.В., 1972). Отобранные потомства оценивают по признакам продуктивности, зимостойкости, качества зерна, устойчивости к полеганию и поражению болезнями, продолжительности периода вегетации, выравненности по фенотипу и комплексу других хозяйственно-ценных признаков по известной методике (Горин А.П., 1968).

В процессе проведения гибридологического анализа наследования типа развития гибридами исходной яровой мягкой пшеницы Родина с озимыми дисомнодополненными линиями 19/96 и 106/96 общепринятым методом (Гуляев Г.В., 977) авторами изобретения экспериментально доказано, что рецессивный ген озимости, созданные линии получили от Aegilops speltoides. Из-за того, что выявленный рецессивный ген озимости заменил в геноме сорта Родина его единственный доминантный аллель яровости, расщепление гибридов F₂ Родина х дисомнодополненные линии 19/96 и 106/96 идет в полном соответствии с моногибридной схемой, а именно - 3 яровых растения : одно озимое (912 растений яровых : 298 озимых = 3,06 : 1 - у линии 19/96 и 1119 растений яровых : 396 озимых = 3,03 : 1 - у линии 19/109, при хи-квадрат, равном 0,11 и 0,17, соответственно. Табличное значение хи-квадрат 3,84, при P > 0,99).

Необходимо отметить, что озимые типы растений с дисомнодополненными чужеродными хромосомами выщепляются только среди потомств асимметричных гибридов F₁ (2п = 49).

Проявление количественных признаков у дисомнодополненных линий (2п = 44) в сравнении со стандартным сортом озимой пшеницы Инна (2п = 42) представлено в таблице 1.

На листовых пластинках изученных потомств линии 19/96 в течение последних четырех лет не удалось обнаружить ни одной пустулы бурой листовой ржавчины, в том числе и в условиях искусственного заражения растений этим патогеном. Установлено, что устойчивость дисомнодополненных линий 19/96 и 106/96 к поражению мучнистой росой и бурой листовой ржавчиной определяется действием доминантных генов, которые они получили от вида Aegilops speltoides. Их гибриды F₁ от скрещивания с сортом Инна и другими пшеницами этими болезнями не поражаются.

Первоначально содержание в зерне сырого протеина у исходных форм линии 19/96 составляло в среднем 17%, что больше, чем у стандартного сорта Инна (12%) на 41,7%.

По содержанию в зерне сырого протеина гибриды F₁ дисомнодополненных линий в сравнении с сортом Инна занимают промежуточное положение между исходными родительскими формами (таблица 2). При этом линия 19/96 по содержанию в зерне сырого протеина превышает стандартный сорт Инна на 43,1%, а линия 106/96 - на 13,0%.

По содержанию в зерне сырого протеина среди потомств линии 19/96 варьирование составило от 14,8 до 19,4% (в среднем 17,2% по выборке из 34 семей), что превышает показания стандартного сорта Инна (12,3%) на 38,9%. О характере распределения отобранных линий в вариационном ряду по содержанию в зерне сырого протеина дают представленные данные таблицы 3.

Приведенные в таблицах и тексте экспериментальные данные свидетельствуют об эффективности ведения селекционной работы на основе использования в качестве исходного материала дисомнодополненных линий (2п = 44) озимой мягкой пшеницы, синтезированных путем скрещивания яровых мягких пшениц с Aegilops speltoides, и отобранных по числу хромосом в клетках.

Источники информации: 1. Ячевская Г.Л. Эффективность выделения растений с моно- и дисомнодополненными хромосомами Agropyron intermedium Host(Beaw) (2п = 56) в скрещиваниях НППА (2п = 56) х пшеница (2п = 42). Тезисы докладов Всесоюзного совещания - Роль отдаленной гибридизации в эволюции и селекции пшеницы. Тбилиси, 1985, с. 63, 64.

2. Гуляев Г.В. Генетика, Колос. Москва, 1977, с. 58 - 120.

3. Лапочкина И.Ф., Пухальский В.А. и Казаров И.К. Изучение матроморфности у межродовых гибридов мягкой пшеницы при гамма-облучении пыльцы. Тезисы докладов международного симпозиума по апомиксису. Саратов, 1994, с. 95 - 97. - Прототип.

4. Гуляев Г. В. , Гужов Ю.Л. Селекция и семеноводство. Колос, Москва, 1972, с. 309 - 310.

5. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. Колос, Москва, 1968. с. 7.

6. Горин А.П., Дунин М.С., Коновалов Ю.Б., Митрофанова К. Паушева З.П., Самсонов М.П. Практикум по селекции и семеноводству полевых культур, Колос, Москва, 1962, с. 22 - 111.

Формула изобретения

Способ создания исходного материала для селекции озимых мягких пшениц, включающий опыление цветов яровой мягкой пшеницы (2n = 42) пыльцой ее дикого сородича Aegilops speltoides (2n = 14), облученной гамма-лучами в дозе 10 кР, выделение атроморфных асимметричных половых гибридов F₁(2n = 49), отличающийся тем, что в гибридных популяциях второго и последующих поколений при весенних сроках сева и при самоопылении отбирают устойчивые к поражению болезнями дисомнодополненные линии (2n = 42) с озимым типом развития.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3