Способ отбора растений гречихи по комплексу признаков

 

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства. Способ заключается в том, что растения гречихи отбирают по селектируемому признаку и урожайным характеристикам в фазу созревания плодов. Размножают отобранные растения в культуре меристем in vitro, стимулируя повторное цветение. Получают семена с регенерантных растений R₀ путем направленного переопыления с известными генотипами. Изобретение позволяет сократить продолжительность отбора без снижения продуктивности растений. 3 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии и может быть использовано в селекции гречихи и других перекрестноопыляемых культур.

Известен способ отбора растений на крупное продуктивное соцветие [1], при котором отбор ведут по одному признаку в фазу перехода от бутонизации к цветению. Желаемый результат, заключающийся в повышении числа элементарных соцветий в кисти и продуктивности растений, был достигнут в результате четырехкратного отбора указанным способом.

Известен способ отбора растений гречихи на высокую интенсивность плодообразования [2], при котором отбор растений по числу вегетативных узлов на первой и второй ветвях первого порядка ведется в фазу цветения.

Известен способ отбора среднеспелых высокопродуктивных растений гречихи [3], при котором отбор ведут в два этапа, в фазу бутонизации по признаку наименьшего количества вегетативных узлов, в фазу уборочной спелости по признаку наибольшего количества хорошо озерненных соцветий на главном побеге. Семена с отобранных растений используют для повторных отборов до тех пор, пока прорабатываемая популяция не приобретет желаемых параметров.

Недостатками перечисленных способов является то, что отбор растений гречихи проводится на ранних стадиях вегетации, когда нельзя оценить показатели продуктивности, как в первых двух случаях, или отбор проводится в два этапа, как в третьем случае. Однако при отборе растений гречихи в фазу уборочной спелости генотип исходных растений оказывается утерянным в результате перекрестного характера опыления гречихи. Вследствие названных причин все известные способы отбора предполагают проведение нескольких циклов отбора для достижения желаемого результата.

Задача изобретения заключается в изменении селектируемого признака в заданном направлении при сохранении урожайных характеристик растений гречихи в первом цикле отбора посредством клонального размножения in vitro.

Сущность изобретения состоит в том, что растения гречихи с комплексом полезных признаков, включающих морфологические характеристики и показатели продуктивности, отбирают визуально в фазу созревания плодов при выращивании в поле или теплице, с отобранных растений изолируют аксиллярные почки, которые стерилизуют в асептических условиях ламинарного бокса, вычленяют аксиллярные меристемы в качестве первичных эксплантов, инокулируют на питательную среду, индуцируют морфогенез побегов и формирование корней, получают растения с корнями in vitro. Растения извлекают из среды и высаживают в сосуды с почвой в теплице в нестерильные условия, после акклиматизации получают растения R₀, генетически идентичные отобранным материнским растениям, после зацветания растения опыляют с известными генотипами с целью получения семян, семена пересевают для размножения в последующих поколениях.

Пример осуществления способа.

С растений изолируют аксиллярные почки и отрезки вторичных побегов с аксиллярными почками для целей микроразмножения. Участки побегов вместе с почкой очищают от раструба, стерилизуют в 5% растворе гипохлорита кальция в течение 10 минут, дважды промывают стерильной водой. Почки отделяют от участка побега, частично очищают от верхних листовых зачатков, повторно стерилизуют в 5% растворе гипохлорита кальция, дважды промывают стерильной водой, под микроскопом выделяют меристематические верхушки размером 0,5...1 мм, которые являются первичными эксплантами, и переносят на культуральную среду. Инициальная культуральная среда включает минеральные соли среды В5 (1968), 30 г/л сахарозы, 6 г/л агара, 10 мг/л тиамина, 1 мг/л пиридоксина, 1 мг/л никотиновой кислоты, 100 мг/л инозитола, 1000 мг/л гидролизата казеина, 2,25 мг/л 6-бензиламинопурина, 0,2 мг/л индолил-3-уксусной кислоты. Развивающиеся из меристем морфогенные ткани пассируют на среде MS (1962) без регуляторов роста, для индукции ризогенеза используют среду В5 с 1 мг/л индолилмасляной кислоты. Все культуры т vitro выращивают в условиях 16-часового фотопериода при освещении люминесцентными лампами интенсивностью 2000 люкс и температуре 26°С. Растения со сформировавшимися корешками извлекают из культуральных пробирок, корешки отмывают под струей воды, растения помещают в пробирки с водой на 1...2 суток, затем высаживают в сосуды с почвой в теплице. Цветки прошедших акклиматизацию регенерантных растений R₀ опыляют пыльцой с растений известного генотипа. После созревания собирают семена для дальнейшего размножения и изучения. Растения R₀ выращивают в сосудах с почвой в теплице при искусственном досвечивании и 16-часовом фотопериоде. Растения R₁ и последующих поколений выращивают на изолированных участках в поле.

В популяции Р107/96 проводился отбор мелколистных, крупнозерных, дружно созревающих растений с антоциановой окраской завязей (табл.1). При переопылении растений R₀ друг с другом и другими мелколистными генотипами были сформированы 3 регенерантные мелколистные популяции, которые размножали в 1997 (R₁) и 1998 (R₂) годах.

Популяции характеризовались высокой однородностью и выравненностью материала по селектируемым морфологическим признакам. В 1999 году регенерантные популяции R₃ оценивались в сплошном и широкорядном посевах по селектируемому признаку (мелколистности) и урожайности. Контролем служила популяция, сформированная двукратным массовым отбором из исходной популяции Р107/96.

Результаты испытания показали, что размеры самого крупного листа всех регенерантных популяций достоверно отличались от контроля (табл.2). Популяция R₃ 107/96 (2) превысила контроль в сплошном посеве по урожаю зерна и характеризовалась максимальным значением уборочного индекса (табл.3). На примере популяции Р107/96 продемонстрировано, что предложенный способ отбора, проведенный однократно, обеспечил более существенное изменение селектируемого признака в сторону уменьшения в сравнении с традиционным массовым отбором, проведенным двукратно.

Все регенерантные растения, полученные в результате отбора крупносемянных, высокоозерненных растений в детерминантном сорте Дикуль, характеризовались детерминантным типом габитуса и крупносемянностью, начиная с R₀ поколения. Урожайность регенерантной популяции R₂ сорта Дикуль в условиях 1999 года составила 2,05 ц/га, у Дикуля 3,53 ц/га. Масса 1000 семян регенерантной популяции (селектируемый признак) составила 29,70 г, что превосходило контрольную популяцию сорта Дикуль, масса 1000 семян которой составила 28,35 г.

В популяциях Р102/00 и Р103/00 были отобраны растения с признаком "сериальное заложение меристем", проявляющимся в том, что в пазухе листа закладываются два или более соцветия. Все регенерантные растения R₀, полученные предложенным способом, имели признак "сериальное заложение меристем", тогда как в семенном потомстве элиты отобранной массовым отбором при испытании в 2002 году 70 растений имели признак "сериальное заложение меристем", 76 растений не имели селектируемого признака. Регенерантные растения R₀ популяций Р102/00 и Р103/00 использовались в генетических исследованиях.

В популяциях Т 277, 218, 222, 224/01 растения были отобраны в теплице и размножены предложенным способом. Все регенерантные растения R₀ характеризовались наличием селектируемого признака.

Преимущества предложенного способа заключаются в том, что посредством клонального микроразмножения изменение селектируемого признака в заданном направлении без снижения продуктивности растений гречихи осуществляется в результате одного цикла отбора в отличие от известных способов, включающих несколько циклов, тем самым сокращается продолжительность отбора по конкретному признаку.

Предложенный способ позволяет вести отбор перекрестноопыляемых растений в один этап в фазу созревания семян, когда можно оценить не только морфологические признаки, но и признаки, определяющие продуктивность растения, что может существенно повысить эффективность отбора.

ЛИТЕРАТУРА

1. SU авторское свидетельство 10669727 А, кл. А 01 Н 1/04, 1984. Г.Е.Мартыненко. Способ отбора растений на крупное продуктивное соцветие.

2. SU авторское свидетельство 1436947 А1, кл. А 01 Н 1/04, 1988. Н.В.Фесенко, Г.Е.Мартыненко, В.Е.Лохматова, И.П.Анисимов. Способ отбора растений на высокую интенсивность плодообразования.

3. SU авторское свидетельство 1620064 А1, кл. А 01 H 1/04, 1991. Н.В.Фесенко, С.Ю.Коблев, Г.Е.Мартыненко, А.И.Котляр. Способ отбора среднеспелых высокопродуктивных растений гречихи.

Формула изобретения

Способ отбора растений гречихи по комплексу признаков, заключающийся в том, что растения гречихи отбирают по селектируемому признаку и урожайным характеристикам в фазу созревания плодов, размножают отобранные растения в культуре меристем in vitro, стимулируя повторное цветение, получают семена с регенерантных растений R₀ путем направленного переопыления с известными генотипами.