Способ повышения устойчивости растений люцерны к фузариозу

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к способу повышения устойчивости растений люцерны к фузариозу. Воздействуют на генеративные клетки растений с начальных этапов развития до окончания в них гаметогенеза селективным фактором путем введения в ткани этих органов с помощью вакуумной инфильтрации водных растворов культуральных фильтратов возбудителя фузариоза люцерны или чистых токсинов, содержащихся в нем, и их синтетических аналогов. Изобретение позволяет сократить сроки и повысить эффективность селекции растений люцерны на устойчивость к фузариозу. 3 табл.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции люцерны.

Известен способ оценки устойчивости сортов сои к Fusarium oxysporum по прорастанию пыльцы на среде, содержащей в качестве токсического агента фузариевую кислоту [1].

Недостатком данного способа является то, что он позволяет проводить только оценку устойчивости микрогаметофитов.

Известен способ селекции томатов на устойчивость к альтернариозу [2]. Для создания селектирующего барьера на рыльце кастрированных нераскрывшихся цветков наносится капля токсина альтернарии и сразу же проводится опыление. Пыльцевые зерна (мужской гаметофит), которые несли гены устойчивости к токсину, прорастали через селектирующий барьер и оплодотворяли семяпочку.

Недостатком данного способа является то, что селекция осуществляется только по мужскому гаметофиту, в то время как устойчивость к патогену зависит также от генов (ядерных и цитоплазматических) в женском гаметофите.

Цель изобретения: повышение устойчивости растений люцерны к фузариозу.

Поставленная цель в предлагаемом способе достигается тем, что перед опылением генеративные органы люцерны с начальных этапов развития до окончания в них гаметогенеза подвергают воздействию токсического агента с помощью вакуумной инфильтрации водным раствором культурального фильтрата возбудителя фузариоза или чистых его токсинов, или их синтетических аналогов. В результате токсикации происходит гибель неустойчивых к селективному фактору половых клеток как микроспор, так и макроспор. Слияние прошедших отбор гамет при оплодотворении приводит к образованию спорофита, более устойчивого к фузариозу.

Способ осуществляется следующим образом.

Генеративные органы растения люцерны с начальных этапов развития (от начала образования мужского и женского археспория) до формирования микро- и макроспор подвергают воздействию раствором культурального фильтрата возбудителя фузариоза (или чистых его токсинов, или их синтетических аналогов) с помощью вакуумной инфильтрации. После развития из бутонов зрелых цветков их подвергают искусственному самоопылению (у аутогамных растений) или перекрестному опылению нескольких обработанных растений (у самонесовместимых форм). Полученные семена проращивают на среде с культуральным фильтратом возбудителя фузариоза (или чистых его токсинами, или их синтетических аналогов) (табл.1).

Таблица 1.
Прорастание семян люцерны на питательной среде Чапека с культуральным фильтратом высоковирулентного изолята Fusarium sambucinum (без разведения)
Варианты опыта	Количество семян, помещенных на проращивание
Всего, шт.	проросло	%
Генеративные органы исходной формы без воздействия селективным фактором (контроль №1)	137	4	2,91
Генеративные органы исходной формы(соцветия со зрелыми закрытыми цветками размером более 13,0 мм), токсикация с помощью вакуумной инфильтрации (контроль №2)	122	3	2,46
Генеративные органы исходной формы (соцветия с бутонами 0,5-13,0*мм), токсикация с помощью вакуумной инфильтрации (заявленный способ)	77	16	20,77
*По данным цитоэмбриологического анализа люцерны изменчивой (Medicago varia Mart.) мейоз при микроспорогенезе протекает в бутонах 0,5-1,0 мм длиной. В бутоне размером 9,0-10,0 мм одноядерные пыльцевые зерна вступают в фазу развития гаметофита, проходя последовательно две стадии митоза. Материнские клетки макроспор вступают в мейоз в бутонах размером 5,0-6,0 мм. Полностью дифференцированный зародышевый мешок формируется в зрелом закрытом цветке размером 11,0-13,0 мм. У других сельскохозяйственных культур эти стадии развития генеративных органов имеют свои индивидуальные особенности, определяемые цитоэмбриологическим анализом.

Устойчивые проростки высаживают в почву и выращивают до фазы цветения. Затем подвергают искусственному самоопылению (у аутогамных форм) или перекрестному опылению между собой (у самонесовместимых форм).

Полученные семена с каждого растения проращивают отдельно на среде с культуральным фильтратом возбудителя фузариоза или чистых его токсинов. Растения люцерны, у которых в семенном потомстве самый высокий процент выживших проростков сохраняется как элитный, а их семена высевают на делянки селекционных питомников для полевых испытаний на устойчивость к фузариозу и оценки важнейших хозяйственно-полезных признаков.

ПРИМЕР 1. Повышение устойчивости к фузариозу гибрида люцерны (сорт Вега x, сорт Дединовская 4).

В таблице 2 представлены результаты 2-годичных полевых испытаний форм, полученных предлагаемым способом (посев 1998 г., учеты 1999-2000 г.).

Таблица 2.
Название образца	Зимостойкость, % (средняя за 2 года пользования)	Распространенность корневых гнилей, %, средняя	Интенсивность развития корневых гнилей; %, средняя	Продуктивность зеленой массы (кг/делянки) за 2 укоса
внутренних	наружных	внутренних	наружных	средняя	% к контролю
Исходный образец (контроль)	84,5	99,3	99,3	41,4	42,9	2,57	100,0
Форма 409	97,1	96,4	95,1	30,7	32,3	2,02	78,1
Форма 413	97,2	87,2	88,1	25,4	27,9	2,87	111,7
Сорт Вега-87 (станд.)	79,5	98,0	100,0	36,2	36,7	2,30	89,5
НСР05	5,74	5,34	5,57	3,14	3,78	0,34
HCP01	10,54	7,78	8,10	4,57	5,49	0,49

ПРИМЕР 2. Повышение устойчивости к фузариозу селекционного образца П67 (сорт Луговая - 67).

В таблице 3 представлены результаты 3-годичных полевых испытаний форм, полученных предлагаемым способом (посев 2000 г., учеты 2001-2003 г.).

Таблица 3
Название образца	Зимостойкость, % (средняя за 3 года пользования)	Распространенность корневых гнилей, %, средняя	Интенсивность развития корневых гнилей, %, средняя	Продуктивность зеленой массы (кг/делянки) за 2 укоса
внутренних	наружных	внутренних	наружных	средняя	% к контролю
Исходный образец (контроль)	68,2	100,0	100,0	49,6	47,9	2,95	100,0
Форма №1	83,3	97,9	98,3	29,0	27,3	3,98	134,9
Форма №5	87,7	97,3	95,8	25,0	27,2	3,82	129,4
НСР05	5,70			7,08	5,50	0,26
HCP01	9,46			10,30	9,10	0,38

Положительные результаты полевых испытаний форм, полученных предлагаемым способом, свидетельствуют об его эффективности и возможности использования для создания перспективного селекционного материала люцерны.

Источники информации

1. Балашова Н.Н., Бронштейн А.И., Простакова Ж.Г. Способ оценки устойчивости сортов сои к Fusarium oxysporum. A.c. №1593589, СССР, БИ №35, 1990.

2. Миелян Л.Г., Балашова Н.Н., Даранов О.Б. Способ селекции томатов на устойчивость к альтернариозу. A.c. №1678254, СССР, БИ №35, 1991.

Способ повышения устойчивости растений люцерны к фузариозу, включающий воздействие селективным фактором на мужской гаметофит, отличающийся тем, что генеративные органы до опыления с начальных этапов развития до окончания в них микро- и макрогаметогенеза подвергают токсикации с помощью вакуумной инфильтрации водным раствором культурального фильтрата возбудителя фузариоза люцерны, или чистых его токсинов, или их синтетических аналогов.