Способ подготовки фракций семян из сортов мягкой пшеницы, обладающих свойством сильной пшеницы

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции, и может быть использовано для получения исходного материала при селекции сортов сильной пшеницы. Способ включает замачивание семян и их подсушивание. Перед замачиванием разделяют любой сорт мягкой пшеницы на три фракции. Затем используют среднюю фракцию, разделение семян на фракции проводят в разделительных растворах, которые приготовлены из дистиллированной воды, содержащей соль NaCl и сахарозы, с различной концентрацией. По завершению процесса разделения семян проводят биохимический анализ соотношения содержания α+β/γ+ω-глиадинов фракций семян. При этом фракции, у которых соотношение менее единицы, считают соответствующими статусу сильной пшеницы и пригодными для использования в селекции сильных сортов яровой пшеницы. Изобретение позволяет получить исходный материал для селекции сильных сортов пшеницы. 1 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области селекции и предназначено для получения исходного материала при селекции сортов сильной пшеницы.

При создании сортов сильной пшеницы в селекционной практике на этапе гибридизации в качестве исходных родительских пар обычно используют сорта или линии сортов [1]. Считается также весьма перспективным в качестве одной из исходных родительских пар использовать изогенные линии [2].

Недостатком этих способов является то, что они зачастую позволяют всего лишь увеличить общее содержание белков в зерне, но принципиально не решают проблему получения сортов сильной пшеницы [3].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ отбора высокобелковых форм мягкой пшеницы, включающий оценку семян материнской формы по наследуемым признакам и выделение генотипов с более высокими показателями, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и точности оценки и ускорения селекционного процесса, семена материнской формы мягкой пшеницы замачивают в 2,0-3,0%-ном растворе левомицетина в течение 18-24 ч при комнатной температуре, высушивают до воздушно-сухого состояния, высевают и отбирают наилучшие формы [4].

Недостатком данного способа является ряд технических решений, исключающих непосредственную возможность использования его в современной селекционной практике при создании сортов сильной пшеницы. Во-первых, данный способ не предполагает прямое, а лишь косвенное разделение семян по показателю их белковости, т.к. в нем не предусмотрено применение серии разделительных растворов. Во-вторых, предложенный способ позволяет получить высокобелковые формы мягкой пшеницы лишь у дочерних растений, а не у материнских.

Задачей изобретения является получение исходного селекционного материала для создания сильных сортов яровой пшеницы.

Указанная задача достигается тем, что замачивают семена и их подсушивают, при этом перед замачиванием разделяют любой сорт мягкой пшеницы на три фракции, затем используют среднюю фракцию, разделение семян на фракции проводят в разделительных растворах, которые приготовлены из дистиллированной воды, содержащей соль NaCl, и сахарозы, с различной концентрацией, а по завершению процесса разделения семян проводят биохимический анализ соотношения содержания α+β/γ+ω-глиадинов фракций семян, где α- и β-компоненты низкомолекулярных глиадинов, γ- и ω-субфракции высокомолекулярных глиадинов, при этом фракции, у которых соотношение менее единицы, считают соответствующими статусу сильной пшеницы и пригодными для использования в селекции сильных сортов яровой пшеницы.

Предлагается 10 различных высококонцентрированных растворов. У полученных 10 фракций проводится биохимический анализ соотношения содержания α+β/γ+ω-глиадинов [3], где молекулярная масса глиадинов обычно составляет для: α - 14,3-37 кД; β - 37-46кД; γ - 46-69 кД; ω - 69-92,5 кД.

Фракции, у которых это соотношение менее единицы, считаются соответствующими статусу сильной пшеницы [3]. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию изобретения.

Сущность способа разделения семян на спектр фракций у сортов мягкой пшеницы достигается тем, что выполняется ряд последовательных операций.

1. Семена любого сорта мягкой пшеницы с помощью стандартного набора решетных сит (№2) делят на 3 фракции (крупные, средние, мелкие). В дальнейшем используется лишь средняя фракция.

2. Разделение семян на фракции в разделительных растворах осуществляют лишь после их полного набухания. Для предотвращения прорастания набухающих семян исключают к ним доступ кислорода (набухание под слоем воды) и снижают температуру окружающей среды до 1° тепла (сведение активности ферментов к минимуму).

3. Семена заливают дистиллированной водой, предварительно охлажденной до 1° тепла так, чтобы они были погружены на глубину не менее 3.5 см.

4. Замоченные семена помещают на четверо суток в термостат при температуре 1° тепла.

5. Ежедневно проверяют состояние семян в термостате, в частности контролируют величину температуры (1° тепла) и слоя воды над семенами, который не должен снижаться ниже 3.5 см.

6. На четвертые сутки (табл.1, 2) после начала набухания приступают к разделению семян на фракции в растворах, приготовленных в день фракционирования семян.

Таблица 1 Количество воды, поглощенной семенами пшеницы, в зависимости от продолжительности периода набухания
Сорт пшеницы	Продолжительность набухания, сутки	Количество поглощенной воды, %
Сибирка 1818	2	43.1
Скала	2	42.8
Сибирка 1818	3	50.1
Скала	3	47.8
Сибирка 1818	4	56.0
Скала	4	53.7
Сибирка 1818	10	56.0
Скала	10	54.0

Таблица 2 Всхожесть семян пшеницы в зависимости от продолжительности периода набухания
Сорт пшеницы	Продолжительность набухания, сутки	Всхожесть семян, %
Сибирка 1818	0(контроль)	96
Скала	0(контроль)	98
Сибирка 1818	3	95
Скала	3	98
Сибирка 1818	4	96
Скала	4	98
Сибирка 1818	10	38
Скала	10	40

7. В основу приготовления растворов различных концентраций для разделения семян положен следующий принцип. Навеску, содержащую 31 г NaCl и 24 г сахарозы, растворяют в 75 мл дистиллированной воды, все остальные концентрации растворов более разбавлены.

8. Семена после четырехсуточного набухания вынимают из термостата и удаляют воду с их поверхности фильтровальной бумагой.

9. Подсушенные таким образом семена опускают сначала в самый насыщенный раствор (75 мл воды) и сразу же размешивают. При этом семена делятся на две группы: одна из них всплывает на поверхность, а другая опускается на дно.

10. Сначала собирают всплывшие семена с помощью сетчатой ложки и готовят их к последующему разделению. Для этого их промывают 2-3 раза дистиллированной водой и просушивают фильтровальной бумагой.

11. Группа утонувших семян считается разделенной. Ее вынимают из раствора, промывают 2-3 раза водой и помещают в дистиллированную воду, где выдерживают в течение часа, затем воду сливают, семена высушивают до воздушно-сухого состояния. Это и будет первая полученная при разделении фракция семян пшеницы. Последующие фракции получают таким же образом из всплывших семян, каждый раз погружая их в последующий менее концентрированный раствор с соблюдением тех же процедур, которые были изложены при получении первой фракции.

12. По завершению процесса разделения семян можно получить 10, а иногда и 11 фракций (чертеж). Одиннадцатая фракция - это группа семян, не утонувшая в последнем, самом разбавленном растворе.

13. У полученных 10 фракций семян проводится биохимический анализ соотношения содержания α+β/γ+ω-глиадинов [3], где молекулярная масса глиадинов обычно составляет для:

α - 14,3-37 кД;

β - 37-46 кД;

γ - 46-69 кД;

ω - 69-92,5 кД.

Фракции, у которых это соотношение менее единицы, считаются соответствующими статусу сильной пшеницы (табл.3).

Таблица 3
Содержание субфракций глиадинов в различных фракциях зерна пшеницы сорта Тулун 15, к общему количеству глиадинов, %
Фракции	Субфракции глиадинов
α+β	γ+ω	α+β/γ+ω
Контроль (Сорт)	45,7	54,3	0,84
1	44,0	56,0	0,79
2	49,6	50,4	0,98
3	48,6	41,4	1,41
4	57,5	42,5	1,36
5	41,8	58,2	0,72
6	53,1	47,0	1,13
7	54,4	45,6	1,19
8	52,5	47,5	1,11
9	54,1	45,9	1,18
10	53,8	46,2	1,16

Из данных таблицы видно, что из 10 фракций требованиям статуса сильной пшеницы соответствуют 1, 2 и 5 фракции. Последняя (5) считается наиболее перспективной для использования ее при селекции сортов сильной пшеницы, так как значение индекса у нее наименьшее.

Таким образом, заявленный способ разделения семян на фракции позволяет получить исходный материал для селекции сильных сортов пшеницы.

Источники информации

1. Гуляев Г.В., Гужов Ю.Л. Селекция и семеноводство полевых культур. - М.: Агропрмиздат, 1987. - С.86-90.

2. Коваль С.Ф., Родина А.А. (ред.) Изогенные линии культурных растений. - Новосибирск: ИЦиГ РАН, 1991. - С.3.

3. Хвостова Г.И. Эколого-физиологические причины низкого технологического качества зерна яровой пшеницы в Восточной Сибири. Автореф. Канд. Дисс. - Иркутск, 2000. - С.3-12.

4. А.с. СССР, №689645, А 01 Н 1/04, 1979, - прототип.

Способ подготовки фракций семян из сортов мягкой пшеницы, включающий замачивание семян и их подсушивание, отличающийся тем, что перед замачиванием разделяют любой сорт мягкой пшеницы на три фракции, затем используют среднюю фракцию, разделение семян на фракции проводят в разделительных растворах, которые приготовлены из дистиллированной воды, содержащей соль NaCl, и сахарозы с различной концентрацией, а по завершении процесса разделения семян проводят биохимический анализ соотношения содержания α+β/γ+ω-глиадинов фракций семян, при этом фракции, у которых соотношение менее единицы, считают соответствующими статусу сильной пшеницы и пригодными для использования в селекции сильных сортов яровой пшеницы.