Способ создания исходного материала для селекции озимых мягких пшениц

 

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства, в селекции, при создании сортов озимой мягкой пшеницы с большим числом колосков в колосе. Изобретение включает опыление цветков яровой мягкой пшеницы (2n = 42) пыльцой ее дикого сородича Aegilops speltoides (2n = 14), предварительно облученной гамма-лучами в дозе 10 кР, и выделение асимметричных гибридов матроморфного типа (2n = 49), отбор гомозиготных по рецессивным генам озимости эуплоидных рекомбинантных линий (2n = 42) с большим числом колосков в колосе среди гибридных потомств при весенних сроках их сева. Изобретение позволяет повысить эффективность использования отдаленных гибридов мягких пшениц. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к селекции сельскохозяйственных растений и может быть использовано в селекционно-генетических программах при создании сортов озимой мягкой пшеницы с большим числом колосков в колосе.

Число колосков в колосе является одним из признаков продуктивности колоса, а продуктивность колоса самым тесным образом коррелирует с урожайностью зерна (Лукьяненко П.П., 1973). Поэтому число колосков в колосе используют в качестве маркерного признака, по которому ведут отбор высокоурожайных генотипов. Слабая вариабельность числа колосков в колосе повышает надежность обнаружения в селекционных популяциях форм с высоким потенциалом продуктивности (Мамонтова В.Н., 1980).

Известен способ создания форм яровой мягкой пшеницы с использованием потомств асимметричных гибридов F₁ (2n = 49), полученных при опылении яровой мягкой пшеницы пыльцой вида Aegilops speltoides, облученной гамма-лучами (Лапочкина И.Ф. и др.,1994). Известный способ принят авторами изобретения в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Недостатком прототипа является то обстоятельство, что опыты по использованию асимметричных гибридов на предмет получения исходного материала озимых пшениц с большим числом колосков в колосе до настоящего времени не проводились.

Целью изобретения является повышение эффективности использования в селекционно-генетических исследованиях отдаленных гибридов мягких пшениц путем отбора среди самоопыляющихся потомств асимметричных пшенично-эгилопсных гибридов, возникающих при гибридизации эуплоидных (2n = 42) рекомбинантных по хозяйственно-ценным признакам генотипов, в том числе с озимым типом развития и увеличенным числом колосков в колосе.

Указанная цель достигается тем, что при скрещивании яровых мягких пшениц с родственным им видом Aegilops speltoides в гибридных популяциях среди потомств асимметричных гибридов (2n = 49) выщепляются многоколосковые растения с озимым типом развития. Авторами предложенного изобретения установлено, что не известный ранее тип озимости мягкой пшеницы (2n = 42) получен как результат интрогрессии в геном ярового сорта рециссивного гена озимости Aegilops speltoides.

Способ осуществляют следующим образом. У цветков яровой мягкой пшеницы удаляют тычинки и через 3 - 5 дней опыляют их пыльцой родственного им вида Aegilops speltoides. Пыльцу предварительно облучают гамма-лучами в дозе 10 кР. У матроморфных гибридных растений F₁ с пшеничным типом колоса подсчитывают число хромосом в половых или соматических клетках и для дальнейшей работы оставляют потомства особей с 2n = 49. Гибриды первого и последующих поколений выращивают при весенних сроках сева. Осенью, в период уборки растений с яровым образом жизни выщепляющиеся потомства с озимым типом развития пересаживают на озимое поле. Там они зимуют. У каждого из перезимовавших гибридных растений с озимым типом развития во время уборки подсчитывают число колосов в колосе. Отбирают потомства с 2n = 42, существенно превосходящие стандартный сорт по числу колосков в колосе. В дальнейшем, в целях получения линий с еще большим числом колосов в колосе, в пределах отдельных семей на озимом поле проводят дополнительные индивидуальные отборы растений. Полученные таким способом константные семьи с большим числом колосков в колосе вовлекают в гибридизацию и таким образом используют их в селекционной работе в качестве линий-доноров этого признака.

Из-за того, что один единственный доминантный ген яровости в геноме сорта Родина замещен рецессивным геном озимости вида Aegilops speltoides, расщепление гибрида F₂ Родина х МК 1 по типу развития идет в полном соответствии с моногибридной схемой, а именно - 3 яровых растения : 1 озимое (1382 : 453 = 3,05 : 1). О достоверности опыта свидетельствует показатель хи-квадрат, равный 0,023, при табличном его значении, равном 3,841 (P > 0,99). Опыт проведен в соответствии с требованиями по известной методике (Гуляев Г.В, 1977).

Изучение одной из множества созданных на основе использования сделанного изобретения многоколосковых линий МК 1 в сравнении со стандартным сортом Инна показало, что линия МК-1 образует больше колосков в колосе, чем сорт Инна. В представленной таблице показано, что превышение числа колосков в колосе у многоколосковой линии МК 1 по сравнению с числом колосков у стандартного сорта Инна достоверно.

Из таблицы видно, что сорт Инна формирует 19,3 колоска в колосе, а линия МК 1 - 25,0 шт, что на 29,5% выше, чем у стандартного сорта Инна.

Многие коллекционные образцы и возделываемые в производстве сорта озимых мягких пшениц по числу колосков в колосе оказываются сходными. Например, сорт озимой мягкой пшеницы Инна формирует в одном колосе 19,3 шт. колоске (см. таблицу), а сорт яровой мягкой пшеницы Родина (см. чертеж) всего на один колосок больше (20,3 шт.). При этом известно, что чем скороспелее сорт, тем меньше у него колосков в колосе (Куперман Ф.М. и др., 1963). В связи с этим необходимо отметить, что линия МК-1 обычно выколашивается на 3-5 дней позже стандартного сорта Инна. Линия МК 1 по признакам продуктивности и урожайности зерна от стандартного сорта существенно не отличается. Линия МК 1 не отличается также от стандартного сорта по зимостойкости.

Первоначально при создании линии МК 1 в качестве материнской формы служил сорт яровой мягкой пшеницы Родина, который скрещивали с видом Aegilops speltoides. Результаты сравнения числа колосков в колосе у гибрида F₂ Родина х МК 1 с исходным яровым сортом Родина указывает на то, что гибридная линия МК 1 в данном случае является донором признака многоколосковости (см. чертеж). Варьирование числа колосков в колосе у сорта Родина составило на два колоска меньше (от 18 до 22 шт.), чем у гибридов F₂ Родина х МК 1 (от 19 о 25 шт.), а их общее число (22,3 шт.) также меньше (20,3 шт.) на два колоска.

Полученные экспериментальные данные однозначно свидетельствуют об эффективности использования предложенного изобретения при создании линий озимых мягких пшениц с большим числом колосков в колосе.

Источники информации: 1. Лукьяненко П.П. Избранные труды. Москва, Колос, 1973, с. 412.

2. Мамонтова В.Н. Селекция и семеноводство яровой пшеницы. Москва, Колос, 1980. с. 36, 37.

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., Генетика. Москва, Колос, 1977. с. 58 - 120.

5. Куперман Ф.М. и Ржанова Е.И. Биология развития растений. Москва, Колос, Высшая школа, 1963, с. 63.

Формула изобретения

Способ создания исходного материала для селекции озимых мягких пшениц (2n = 42), включающий опыление цветков яровой мягкой пшеницы (2n = 42) пыльцой ее дикого сородича Aegilops speltoides (2n = 14), предварительно облученной гамма-лучами в дозе 10 кР, и выделение асимметричных гибридов матроморфного типа (2n = 49), отличающийся тем, что среди гибридных потомств при весенних сроках их сева отбирают гомозиготные по рецессивным генам озимости эуплоидные рекомбинантные линии (2n = 42) с большим числом колосков в колосе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2