Способ разделения семян мягкой пшеницы на внутрисортовые генотипические популяции в разделительных растворах сахарозы различной плотности
Владельцы патента RU 2416191:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к селекции. В способе разделяют семена на три фракции по крупности, затем используют среднюю фракцию, которую замачивают, подсушивают, и проводят разделение семян на генотипические популяции в разделительных растворах. Растворы готовят из дистиллированной воды и сахарозы с различной плотностью. По завершении процесса разделения семян проводят биохимический анализ соотношения содержания α+β/γ+ω-глиадинов у популяций семян пшеницы. При этом популяции, у которых соотношение менее единицы, считают соответствующими статусу сильной пшеницы и пригодными для использования в селекции мягких сортов яровой пшеницы. Способ позволяет получить исходный селекционный материал для создания мягких сортов яровой пшеницы. 1 ил., 3 табл.
Изобретение относится к области селекции и предназначено для получения исходного материала при селекции сортов мягкой пшеницы.
При создании сортов мягкой 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 подготовки популяций семян из сортов мягкой пшеницы, обладающих свойством сильной пшеницы, включающий оценку семян материнской формы по наследуемым признакам и выделение генотипов с более высокими показателями, отличающийся тем, что разделение семян на фракции проводят в разделительных растворах, которые приготовлены из дистиллированной воды, содержащей соль NaCl и сахарозы, с различной концентрацией [4].
Недостатком данного способа является ряд технических решений, связанных с присутствием соли NaCl в разделительном растворе. Во-первых, соль NaCl угнетает рост и развитие проростков у прорастающих семян. Во-вторых, присутствие соли NaCl не позволяет получить разделительный раствор с максимально высокой плотностью для четкого разделения семян сортов мягкой пшеницы на популяции.
Задачей изобретения является получение исходного селекционного материала для создания мягких сортов яровой пшеницы.
Указанная задача достигается тем, что семена замачивают и их подсушивают, при этом перед замачиванием разделяют любой сорт мягкой пшеницы на три фракции, затем используют среднюю фракцию. Разделение семян на популяции проводят в разделительных растворах, которые приготовлены из дистиллированной воды и сахарозы с различной плотностью, а по завершении процесса разделения семян проводят биохимический анализ соотношения содержания α+β/γ+ω-глиадинов популяций семян, где α- и β - компоненты низкомолекулярных глиадинов, γ- и ω - субфракции высокомолекулярных глиадинов, при этом популяции, у которых это соотношение менее единицы, считают соответствующими статусу сильной пшеницы и пригодными для использования в селекции мягких сортов яровой пшеницы.
Предлагается шесть различных высокоплотных растворов. У полученных семи популяций 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.
Популяции, у которых это соотношение менее единицы, считаются соответствующими статусу сильной пшеницы [3]. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию изобретения.
Сущность способа разделения семян на популяции 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 популяции 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°С тепла (сведение активности ферментов к минимуму).
3. Семена заливают дистиллированной водой, предварительно охлажденной до 1°С 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°С тепла.
5. Ежедневно проверяют состояние семян в термостате, в частности контролируют величину температуры (1°С 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 популяции в растворах, приготовленных в день разделения 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 различной плотности для разделения семян положен следующий принцип. Навеску, содержащую 250 г сахарозы, растворяют в 150 мл дистиллированной воды, все остальные плотности 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 плотный раствор (1.300 г/см3) 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 популяция семян пшеницы. Последующие популяции получают таким же образом из всплывших семян, каждый раз погружая их в последующий с наименьшей плотностью раствор с соблюдением тех же процедур, которые были изложены при получении первой популяции.
12. По завершении процесса разделения семян можно получить семь популяций (см. чертеж).
13. У полученных семи популяций 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.
Популяции, у которых это соотношение менее единицы, считаются соответствующими статусу сильной пшеницы (табл.3).
| Таблица 3 | |||
| Содержание субфракций глиадинов в различных популяциях зерна пшеницы сорта Тулунская 12 к общему количеству глиадинов, % | |||
| Популяции | 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 | 53,1 | 47,0 | 1,13 |
| 4 | 41,8 | 58,2 | 0,72 |
| 5 | 57,5 | 42,5 | 1,36 |
| 6 | 54,1 | 45,9 | 1,18 |
| 7 | 53,8 | 46,2 | 1,16 |
Из данных таблицы видно, что из семи популяций требованиям статуса сильной пшеницы соответствуют 1, 2 и 4 популяции. Последняя (4) считается наиболее перспективной для использования ее при селекции сортов мягкой пшеницы, так как значение индекса у нее наименьшее.
Таким образом, заявленный способ разделения семян на популяции позволяет получить исходный материал для селекции мягких сортов пшеницы.
Источники информации
1. Гуляев Г.В., Гужов Ю.Л. Селекция и семеноводство полевых культур. - М.: Агропромиздат, 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. дис. - Иркутск, 2000. - С.3-12.
4. А.с. РФ №2279794, А01Н 1/04, 2006 - прототип.
Способ разделения семян мягкой пшеницы на внутрисортовые генотипические популяции в разделительных растворах сахарозы различной плотности, включающий разделение семян на три фракции по крупности, затем используют среднюю фракцию, которую замачивают, подсушивают, и проводят разделение семян на генотипические популяции в разделительных растворах, отличающийся тем, что растворы готовят из дистиллированной воды и сахарозы с различной плотностью, а по завершении процесса разделения семян проводят биохимический анализ соотношения содержания α+β/γ+ω-глиадинов у популяций семян пшеницы, при этом популяции, у которых соотношение менее единицы, считают соответствующими статусу сильной пшеницы и пригодными для использования в селекции мягких сортов яровой пшеницы.
