Способ получения изогенной линии по рецессивному признаку семени у растений

 

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства, в селекции и генетике возделываемых растений, в частности подсолнечника. Способ включает сбор пыльцы с отдельных растений каждого поколения беккросса, установление генотипа беккроссных растений по химическому составу пыльцы, выделение из них гетерозиготных растений и в качестве отцовской формы скрещивание их с реципиентом для получения семян следующего поколения беккросса. Способ позволяет сократить количество скрещиваний на каждом этапе беккроссирования. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

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

При определении уровня техники использовались общедоступные сведения, представленные во всех известных источниках информации.

Известен способ получения изогенных линий по рецессивным признакам путем беккроссов, согласно которому каждый беккросс чередуют с самоопылением для отбора рецессивных гомозигот, 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 способ получения изогенных линий по рецессивным признакам на основе непрерывной схемы беккроссов, используемой при передаче доминантных признаков, согласно которому беккроссируют без чередования с самоопылением и без отбора рецессивных гомозигот. Это сокращает срок создания изогенных линий по отношению к вышеописанному способу на число поколений, равное числу беккроссов, однако, чтобы не потерять неотбираемые при насыщении рецессивные аллели, проявляющиеся фенотипически только в гомозиготе, необходимо значительно увеличить объем скрещиваний (Система генетического изучения материала для селекции растений. - Методические указания, Л., издательство ВНИИР им. Н.И.Вавилова, 1984, с. 60 - 62).

Недостатком известного способа является большая трудоемкость.

Известен также способ получения изогенной линии по рецессивному признаку семени у растений по а.с. SU 1431094 A1, включающий непрерывную схему беккроссов, согласно которому часть растений каждого поколения беккросса дополнительно самоопыляют и одновременно парно скрещивают в качестве отцовской формы с растениями реципиента, устанавливают генотип беккроссных растений по результатам расщеплений, а для следующего беккросса отбирают семена от тех парных скрещиваний, в которых отцовской формой были гетерозиготы по передаваемому гену.

Недостатком известного способа является проведение большого количества парных скрещиваний, чтобы не потерять аллели, проявляющиеся фенотипически только в гомозиготном состоянии, так как генотип беккроссных растений устанавливают после скрещиваний по результатам расщепления.

Настоящим изобретением решается задача создания изогенной линии по рецессивному признаку семени у растений на основе установления генотипа беккроссных растений до проведения скрещиваний.

Цель изобретения - сокращение количества скрещиваний на каждом этапе беккроссирования.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем непрерывную схему беккроссов и установление генотипа беккроссных растений, согласно изобретению, с отдельных растений каждого поколения беккросса собирают пыльцу, устанавливают генотип беккроссных растений по химическому составу пыльцы, выделяют из них гетерозиготные растения и в качестве отцовской формы скрещивают их с реципиентом для получения семян следующего поколения беккросса, причем генотип беккроссных растений устанавливают по соотношению токоферолов в токоферольном комплексе пыльцы беккроссных растений.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного тем, что генотип беккроссных растений устанавливают до проведения очередного скрещивания на каждом этапе беккроссирования по результатам биохимического анализа пыльцы и выделенные гетерозиготные растения 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 обнаружили, что способ получения изогенной линии по рецессивному признаку семени у растений, согласно которому генотип беккроссных растений устанавливают до проведения очередного скрещивания по химическому составу пыльцы, для специалиста в области селекции явным образом не следует 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.

Заявляемый способ применяется в тех случаях, когда рецессивный признак семени проявляется в пыльце. Для выявления экспрессивности признака собирают пыльцу с растений донора рецессивного аллеля (aa) и реципиента (AA). Проводят биохимический анализ пыльцы на тот признак, который контролируется рецессивным аллелем в семенах. Сопоставляют проявление признака в семени и пыльце и при их соответствии применяют заявляемый способ (см. таблицу).

Способ осуществляют следующим образом.

Реципиент (P₁) скрещивают с донором (P₂) рецессивного гена а, а затем с гибридами первого поколения (F₁), что приводит к образованию фенотипически однородных семян первого поколения беккросса (BC₁), 50% которых имеют генотип AA и 50% - генотип Aa.

Из этих семян выращивают 6 - 10 растений (BC₁), из которых предположительно 3 - 5 являются гетерозиготами Aa. С отдельных растений собирают пыльцу, которая у гетерозиготных растений состоит из смеси пыльцевых зерен с генами A и a, что позволяет, в отличие от семян, безошибочно отличить гетерозиготу Aa от гомозиготы AA. Устанавливают генотип беккроссных растений по химическому составу пыльцы, выделяют из них гетерозиготные растения и в качестве отцовской формы скрещивают с 2 - 3 растениями реципиента.

Семена второго поколения беккросса, сформировавшиеся на 2 - 3 растениях P₁ в комбинации скрещивания с отцовской формой генотипа Aa, высевают для дальнейшего насыщения.

После проведения необходимого числа беккроссов, обычно 5 - 7, растения самоопыляют в течение двух поколений для выделения изогенных гомозиготных по гену aa линий.

Пример. Скрещивали линии подсолнечника, созданные во ВНИИМК: реципиент ВК 541 с линией ЛГ 17 - донором рецессивного аллеля tph-2, приводящей в гомозиготе к высокому содержанию γ-токоферола в токоферольном комплексе семян.

На каждом этапе беккроссирования выращивали 6 - 10 беккроссных растений. С отдельных растений собирали пыльцу, по результатам биохимических анализов состава токоферолов в пыльце устанавливали генотип беккроссных растений, выделяли из них гетерозиготные растения, то есть те, пыльца которых соответствует генотипу Tph-2 tph -2(α-формы 60%, γ-формы 40% в токоферольном комплексе), и в качестве отцовской формы скрещивали их с отдельными 2-3 растениями линии ВК 541 для получения семян последующих поколений беккросса.

Заявляемый способ позволил за пять этапов беккроссов произвести всего 10 скрещиваний и 50 биохимических анализов, в то время как в известном способе, т. е. при беккроссах по непрерывной схеме с отбором геторозиготных генотипов по результатам расщепления признака в отдельных семенах растений отцовской формы на каждом этапе скрещиваний нужно было бы производить 6-10 скрещиваний и 60-100 биохимических анализов или за пять этапов - 30-50 скрещиваний и 300-500 биохимических анализов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать изогенные линии по рецессивным признакам семян на основе непрерывной схемы беккроссов с использованием отбора гетерозигот по передаваемому признаку непосредственно перед скрещиванием по результатам биохимического анализа пыльцы беккроссных растений, что сокращает объем скрещиваний в 3-5 раза и количество необходимых биохимических анализов в 6-10 раз, т.е. снижает трудоемкость и себестоимость способа. Кроме того, предлагаемый способ увеличивает надежность гибридизационной работы.

Схема получения изогенной линии по рецессивному признаку семени у растений Два поколения самоопыления и отбор aa изогенной линии.

Условные обозначения к схеме: а - передаваемая аллель; P₁ - реципиент; P₂ - донор; F₁ - гибрид первого поколения; BC - беккросс; n - нужное число беккроссов.

Формула изобретения

1. Способ получения изогенной линии по рецессивному признаку семени у растений, включающий непрерывную схему беккроссов и установление генотипа беккроссных растений, отличающийся тем, что с отдельных растений каждого поколения беккросса собирают пыльцу, устанавливают генотип беккроссных растений по химическому составу пыльцы, выделяют из них гетерозиготные растения и в качестве отцовской формы скрещивают их с реципиентом для получения семян следующего поколения беккросса.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что генотип беккроссных растений устанавливают по соотношению токоферолов в токоферольном комплексе пыльцы беккроссных растений.

РИСУНКИ

Рисунок 1