Способ получения изогенной линии по доминантному признаку семени у растений

 

Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве, в селекции и генетике возделываемых растений, в частности подсолнечника. Способ включает использование некоторого количества недозрелых семянок каждого поколения беккросса, которые отделяют от соцветия через 12-14 дней после оплодотворения, разрезают каждую из них на две части, одну из частей, содержащую зародыш, проращивают на питательной среде непосредственно после отделения от соцветия, а по другой части устанавливают генотип семянок, в частности по результатам биохимического анализа, из последних выделяют гетерозиготные, а из соответствующих им проростков выращивают репродуктивные растения, которые в качестве отцовской формы скрещивают с реципиентом для получения следующего поколения беккросса. Способ позволяет отбирать гетерозиготные генотипы беккроссных растений на ранней стадии созревания семян с сохранением жизнеспособности зародыша. 6 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к селекции и генетике возделываемых растений, в частности подсолнечника.

Известен способ получения изогенных линий по доминантным признакам путем беккроссов, согласно которому перед каждым скрещиванием проводят выделение гетерозиготных генотипов беккроссных растений и чередуют после трех беккроссов два самоопыления, чтобы отобрать особи с передаваемым признаком в полевых условиях, используемых в дальнейшем насыщении (Бороевич С. Принципы и методы селекции растений. - М., Колос, 1984, с.138-140).

Недостатком известного способа является длительный срок создания изогенных линий.

Известен также способ получения изогенных линий по доминантным признакам на основе непрерывной схемы беккроссов, согласно которому беккроссируют без чередования с самоопылением, но с отбором гетерозиготных генотипов на каждом этапе беккроссирования (Система генетического изучения материала для селекции растений. - Методические указания, Л., издательство ВНИИР им. Н.И. Вавилова, 1984, с. 60-62).

Недостатком известного способа также является длительный срок создания изогенных линий.

Настоящим изобретением решается задача сокращения сроков создания изогенной линии по доминантному признаку семени у растений и повышения надежности гибридизационной работы.

Цель изобретения - отбор гетерозиготных генотипов беккроссных растений на ранней стадии созревания семян с сохранением жизнеспособности зародыша.

Технический результат достигается тем, что в способе, включающем непрерывную схему беккроссов и установление генотипа беккроссных растений, согласно изобретению некоторое количество недозрелых семянок каждого поколения беккросса отделяют от соцветия и разрезают на две части, одну из которых проращивают, а по другой устанавливают генотип беккроссных семянок, из последних выделяют гетерозиготные и из соответствующих им проростков выращивают растения, которые в качестве отцовской формы скрещивают с реципиентом для получения следующего поколения беккросса, причем семянки отделяют от соцветия через 12-14 дней после оплодотворения, проращивают часть семянки, содержащую зародыш, на питательной среде непосредственно после отделения семянок от соцветия, не давая им подсохнуть, генотип беккроссных растений устанавливают по химическому составу семени, а именно по жирнокислотному составу масла семени.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного тем, что одну часть недозрелых семянок каждого поколения беккросса, содержащую зародыш, проращивают, а по другой их части устанавливают генотип беккроссных семянок, из последних выделяют гетерозиготные, а из соответствующих им проростков выращивают растения, которые в качестве отцовской формы скрещивают с реципиентом для получения следующего поколения беккросса.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию патентоспособности "новизна".

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, мы не обнаружили решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными. И, кроме того, эти отличительные от прототипа признаки, содержащиеся в независимом пункте формулы изобретения, для специалиста в области селекции явным образом не следуют из известного на сегодня существующего уровня техники.

Поэтому можно сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявляемое техническое решение соответствует и критерию патентоспособности "промышленная применимость", так как оно может быть использовано в сельском хозяйстве, и, кроме того, в описании изобретения показаны средства и методы, с помощью которых возможно осуществление технического решения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения.

Способ осуществляют следующим образом.

Реципиент скрещивают с донором доминантного гена А, а затем с гибридами первого поколения (F1), что приводит к образованию фенотипически не однородных семян первого поколения беккросса (BCl), 50% которых имеют генотип aa и 50% - генотип Aa.

Спустя 12-14 дней после оплодотворения семена извлекают из корзинки и сразу же, не давая им подсохнуть, в стерильных условиях отделяют от плодовой и семенной оболочек, разрезают на две части - 1/3 семядоли переносят в приготовленные пробирки, а 2/3 семядоли с зародышем аккуратно высаживают на безгормональную среду Гамборга (В5) по 3-4 штуки в колбы объемом 250 мл с толщиной питательной среды 2-2,5 см, закрывают стерильными ватными пробками и ставят в камеру искусственного климата с температурой день/ночь 25/20^oC и продолжительностью освещения 16 часов.

Тем временем в 1/3 семядоли проводят биохимический анализ на признак, который контролируется геном А. Приблизительно половина этих семядолей должна соответствовать генотипу Aa.

Через 5-7 дней, т.е. до образования первой пары настоящих листьев, проростки с генотипом Aa и хорошо развитой корневой системой высаживают в торфяные стаканчики с почвенной смесью, причем корни перед этим отмывают от питательной среды в слабом растворе перманганата калия. Стаканчики с проростками помещают в камеру искусственного климата для укоренения. После образования первой-второй пары настоящих листьев растения пересаживают в грунт (тепличный или в поле).

С этих растений собирают пыльцу и используют ее для скрещивания с двумя растениями реципиента. Оплодотворенные семянки второго поколения беккросса, сформировавшиеся на двух растениях P₁ в комбинации скрещивания с отцовской формой генотипа Aa, через 12-14 дней после опыления отбирают для дальнейшего насыщения.

После проведения необходимого числа беккроссов, обычно 5-7, растения самоопыляют в течение двух поколений, во втором поколении F₂ отбирают 9-12 зародышей с генотипом AA или Aa, а в третьем поколении F₃ из них получают 3-4 самоопыленных растения изогенных линий гомозиготных по генотипу АА.

Пример. Скрещивали линии подсолнечника, созданные во ВНИИМК: линию ВК 580 с линией ВК 66 O1-1 донором доминантной аллели O1-1, контролирующей высокое содержание олеиновой кислоты в масле семян подсолнечника.

На каждом этапе беккроссирования, спустя 12-14 дней после оплодотворения из беккроссных корзинок извлекали по 20 недозрелых семянок, в стерильных условиях удаляли плодовую и семенную оболочки, разрезали на две части; зародыши высевали на питательную среду, а части семядолей анализировали на жирнокислотный состав масла семян.

По результатам анализа на содержание олеиновой кислоты в масле семядолей высаживали в стаканчики те номера зародышей, у которых количество олеиновой кислоты превышало 75% от суммы кислот, т.е. соответствовало генотипу O1-1 o1-1 (см. таблицу 1).

Проростки в стаканчиках высаживали в грунт (в зависимости от времени года - тепличный или в поле), доводили до цветения. С этих растений собирали пыльцу и скрещивали с двумя растениями реципиента P₁. Через 12-14 дней после оплодотворения цикл повторяли. За 10 месяцев было получено четыре поколения. Исключение фаз развития, созревания и послеуборочного созревания семян (период покоя), продолжительность которых у различных линий подсолнечника колеблется в пределах 55-70 дней, позволяет сократить в два раза сроки создания изогенных линий по доминантному признаку (см. табл. 2) с отбором гетерозиготных генотипов на ранней стадии созревания семянки. Это обеспечивается за счет того, что при использовании камер искусственного климата имеется возможность выращивать пять поколений беккроссных растений в год. Участие реципиента при насыщении как материнской формы исключает возможную ошибку отбора семян не от очередного беккросса, а от случайного самоопыления, возможную при использовании как материнской формы гетерозиготных беккроссных растений.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить изогенные линии по доминантному признаку семян на основе непрерывной схемы беккроссов с использованием отбора гетерозигот по передаваемому признаку через 12-14 дней после скрещивания по результатам биохимического анализа части семядоли беккроссных семянок, выращивания соответствующих им зародышей до репродуктивных растений и использования их как отцовской формы в скрещиваниях, что дает возможность сократить время, необходимое для создания изогенных линий, до двух лет. Кроме того, предлагаемый способ повышает надежность гибридизационной работы.

Формула изобретения

1. Способ создания изогенной линии по доминантному признаку семени у растений, включающий непрерывную схему беккроссов и установление генотипа беккроссных растений, отличающийся тем, что некоторое количество недозрелых семянок каждого поколения беккросса отделяют от соцветия и разрезают на две части, одну из которых проращивают, а по другой устанавливают генотип беккроссных семянок, из последних выделяют гетерозиготные и из соответствующих им проростков выращивают растения, которые в качестве отцовской формы скрещивают с реципиентом для получения следующего поколения беккросса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что семянки отделяют от соцветия через 12 - 14 дней после оплодотворения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что проращивают часть семянки, содержащую зародыш.

4. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что проращивают часть семянки на питательной среде.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что проращивают и устанавливают генотип беккроссных семянок непосредственно после отделения их от соцветия, не давая им подсохнуть.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что генотип беккроссных растений устанавливают по химическому составу семени.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что генотип беккроссных растений устанавливают по жирнокислотному составу масла семени.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2