Способ мутагенной обработки растений ячменя

Изобретение предназначено для использования в области биотехнологии растений. В способе применяют раствор препарата альто-супер для получения исходного материала для селекции ячменя в качестве мутагена в фазу кущения растений нулевого поколения. Во втором поколении под действием препарата проявляются хлорофилльные мутации и морфофизиологические изменения ячменя. Далее полученные морфологические и физиологические мутации оценивают по комплексу хозяйственных признаков и селекционно-ценные формы используют при дальнейшей селекции. Способ мутагенной обработки ячменя позволяет получить за короткий период времени большое количество разнообразных мутантных форм для использования в генетике и селекции ячменя. 5 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области генетики и селекции и может быть использовано для получения наследственных изменений при создании исходного материала для селекции сельскохозяйственных растений.

Для получения мутаций применяются гамма- и рентгеновские лучи, лазерное излучение, химические вещества, в т.ч. и регуляторы роста (эпин, тур, кампозан, абсцизовая кислота). Химический мутагенез дает возможность улучшать имеющиеся сорта по некоторым признакам, не нарушая всего генотипа [1, 2, 3].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки растений пшеницы в фазу выхода в трубку регуляторами роста: тур, кампозан, абсцизовая кислота [4].

Однако при существующем способе обработки во втором поколении (М2) максимальный выход хлорофилльных мутаций не превышает 0,18%. Выход морфофизиологических изменений в М2 колебался от 1,11 до 2,64%.

Предлагаемый способ обработки семян включает в себя обработку растений ячменя в фазу кущения препаратом альто-супер с нормами расхода 0,05 л/га до 2,5 л/га и расходом рабочего раствора 300 литров на один гектар посевов.

Препарат альто-супер зарегистрирован и включен в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации в качестве фунгицида. Препарат состоит из двух действующих веществ (пропиконазол и ципроконазол), которые идеально дополняют друг друга. После опрыскивания посевов препарат альто-супер очень быстро (в течение 1 часа) проникает в растение и распространяется снизу вверх по стеблю к колосу и от основания листа к его вершине, с этого момента начинается воздействие препарата на возбудителя болезни. Такой механизм способствует равномерному распределению действующих веществ по растению и препятствует их смыванию. Благодаря фунгицидному действию, которое длится более 4-х недель, растения максимально защищены в критический период роста.

Характеристика предлагаемого способа.

Экспериментальная работа проводилась с 2008 года на опытном поле Вятской ГСХА. Посев нулевого поколения (М0) производился на делянках площадью 1 м2 с нормой высева 500 зерен. Растения ярового ячменя сорта Биос-1 обрабатывались водным раствором препарата альто-супер с нормами расхода 0,05 л/га, 0,5 л/га, 2,5 л/га из расчета 300 литров рабочего раствора на 1 гектар посевов в фазу кущения. Контролем служили обработанные водой (300 л/га) растения ячменя сорта Биос-1.

В нулевом поколении (М0) проводили учет всхожести семян и выживаемости растений, фенологические наблюдения, анализ элементов структуры продуктивности растений ячменя.

В опытном варианте, с наибольшей нормой расхода препарата альто-супер (2,5 л/га), сразу после обработки растений наблюдалось замедленное прохождение фаз выхода в трубку, колошения и молочной спелости. Результаты исследований показали, что при увеличении концентрации препарата с 0,05 л/га до 2,5 л/га наблюдается тенденция снижения выживаемости растений от 72,9% до 64,1% (в контроле 70,6%).

Применение препарата альто-супер повлияло на элементы продуктивности растений ячменя (таблица 1).

Таблица 1
Влияние альто-супер на элементы продуктивности растений ячменя в М0.
Вариант Продуктивная кустистость, шт Длина стебля, см Длина колоса, см Количество зерен в колосе, шт.
Контроль 1,46±0,08 53,12±0,77 6,60±0,22 17,4±0,44
Альто-супер 0,05 л/га 1,48±0,09 48,15±0,78*** 7,03±0,23 19,26±0,61*
Альто-супер 0,5 л/га 2,18±0,2** 52,73±0,91 7,47±0,18** 20,82±0,54***
Альто-супер 2,5 л/га 2,54±0,18*** 51,52±0,81 7,78±0,22*** 21,44±0,46***
Примечание: * - уровень вероятности Р>0,95
*** - уровень вероятности Р>0,999.

В целом препарат альто-супер оказал стимулирующее действие на растения ячменя, лишь в варианте альто-супер 0,05 л/га наблюдалось достоверное снижение длины стебля, которая составила 48,15 см, в контроле - 53,12 см. При увеличении концентрации препарата с 0,5 л/га до 2,5 л/га наблюдалось достоверное увеличение таких показателей, как продуктивная кустистость, длина колоса, количество зерен в колосе.

В первом поколении высевались семена с растений нулевого поколения, обработанные фунгицидами в фазу кущения. Посев первого поколения (M1) проводился на делянках площадью 1 м2 в четырехкратной повторности со смещением, в каждой повторности высевалось по 125 зерен. В первом поколении (M1) проводили учет всхожести семян и выживаемости растений, фенологические наблюдения, анализ элементов структуры продуктивности растений ячменя.

Изучаемый фактор в последействии существенно не повлиял на прохождение фаз развития, полевую всхожесть семян, выживаемость растений и на элементы структуры продуктивности растений ячменя M1, но наблюдалась тенденция роста продуктивной кустистости, длины стебля, длины колоса ячменя особенно при обработке препаратом альто-супер 0,05 л/га (таблица 2).

Таблица 2
Влияние альто-супер на элементы продуктивности растений ячменя в M1
Вариант Продуктивная кустистость, шт Длина стебля, см Длина колоса, см Количество зерен в колосе, шт.
Контроль 3,9±0,20 50,7±0,58 8,6+0,15 21,4+0,34
Альто-супер 0,05 л/га 4,2+0,25 52,2+0,70 8,7+0,14 22,1+0,35
Альто-супер 0,5 л/га 4,1±0,21 51,1+0,66 8,6+0,16 21,8+0,30
Альто-супер 2,5 л/га 4,4+0,23 51,8+0,78 8,8+0,14 22,1+0,23

Во втором поколении (М2) проводили отбор хлорофилльных мутаций. Все хлорофилльные мутации классифицировали по Калам Ю., Орав Т. [3]. В спектре хлорофилльных нарушений отмечены мутации типа: albina - белые листья; alboviridis - пластинка зеленая, верхушка белая; viridissima - темно-зеленое листья; viridoalbostriata - чередуются продольно зеленые и белые полосы; viridoxanthostriata - чередуются продольные зеленые и желтые полосы; viridovirescens - бледно-зеленое растение приобретает нормальный зеленый цвет.

В контрольном варианте сорта Биос-1 не обнаружено ни одного хлорофилльного нарушения. Самые распространенные хлорофилльные мутации, встречающиеся во всех вариантах опыта: viridoxanthostriata, viridovirescens (таблица 3).

Таблица 3
Частота и спектр хлорофильных мутаций в М2
Вариант Проанализировано семей Число семей с мутациями Частота хлорофильных мутаций (p±Sp), %
Контроль 312 0 0,00
Альто-супер 0,05 л/га 298 14 4,70±1,23**
Альто-супер 0,5 л/га 296 10 3,38±1,05*
Альто-супер 2,5 л/га 301 11 3,65±1,08**

Наибольшее количество хлорофильных нарушений albina обнаружено в варианте альто-супер с максимальной нормой расхода - 4 семьи. Частота хлорофилльных мутаций составила 3,38…4,70%.

Кроме хлорофилльных мутантов ячменя в М2 отмечены и морфофизиологические изменения. Частота таких изменений в М2 показана в таблице 4.

Таблица 4
Частота морфофизиологических изменений ячменя в М2.
Вариант Число проанализированных семей Число семей с морфофизилогическими изменениями Частота морфофизиологических изменений, p±Sp, %
Контроль 312 2 0,64±0,45
Альто-супер
0,05 л/га
298 38 12,75±1,93***
Альто-супер 0,5 л/га 296 28 9,46±1,70***
Альто-супер 2,5 л/га 301 20 6,64±1,44***

Частота морфологических и физиологических изменений составила 6,64 до 12,75%. Наибольшее количество семей с морфофизиологическими отклонениями - 38 семей, отмечено в варианте альто-супер 0,05 л/га. С увеличением концентрации препарата альто-супер с 0,05 л/га до 2,5 л/га происходит достоверное снижение частоты выхода измененных форм.

Спектр полученных морфологических и физиологических новообразований представлен в таблице 5

Таблица 5
Спектр морфологических и физиологических новообразований в М2.
Норма расхода альто-супер
Измененные признаки 0,05 л/га 0,5 л/га 2,5 л/га
абс % абс % абс %
Проанализировано семей. 298 296 301
Кустистость:
высокая 7 2,35±0,88 3 2,36±0,88 4 1,33±0,66
низкая. 0 1 0,34±0,34 1 0,33±0,33
Позднее кущение 0 - 1 0,34±0,34 -
Листовая пластинка:
узкая 6 2,01±0,81 0 0
широкая 3 1,01±0,58 3 1,01±0,58 1 0,33±0,33
Полураскидистая форма куста 1 0,34±0,34 0 0 -
Выход в трубку:
ранний 3 1,01±0,58 0 2 0,66±0,47
поздний 1 0,34±0,34 1 0,34±0,34 1 0,33±0,33
Колошение:
раннее 7 2,35±0,88 5 1,69±0,75 4 1,33±0,66
позднее 2 0,67±0,47 1 0,34±0,34 3 1,00±0,57
Длина стебля:
длинный 6 2,01±0,81 12 4,05±1,15 6 1,99±0,81
короткий 7 2,35±0,88 7 2,36±0,88 5 1,66±0,74
Молочная спелость поздняя 1 0,34±0,34 0 - 0
Скороспелость 6 2,01±0,81 0 - 2 0,66±0,47
Позднеспелость 1 0,34±0,34 1 0,34±0,34 5 1,66±0,74
Измененная окраска:
зерна 1 0,34±0,34 0 - 1 0,33±0,33
остей 0 - 0 - 1 0,33±0,33
Длина колоса 12 4,03±1,14 14 4,73±1,23 12 3,99±1,13
Масса зерна:
высокая 6 2,01±0,81 5 1,69±0,75 2 0,66±0,47
низкая 1 0,34±0,34 7 2,36±0,88 6 1,99±0.81
Крупное зерно 2 0,67±0,47 2 0,68±0,48 0 -
Всего типов новообразований 18 14 16

Из таблицы 5 видно, что в целом спектр морфофизиологических новообразований представлен 21 типом. Наибольшее количество - 18 типов новообразований отмечено в варианте альто-супер 0,05 л/га.

Таким образом, препарат альто-супер является мутагенным факторам с такой правильностью, что при увеличении нормы расхода препарата наблюдается тенденция уменьшения его мутагенной активности.

Литература

1. Глуховцев В.В. Использование химического мутагенеза в селекции ячменя // Интенсивные приемы возделывания устойчивых урожаев зерновых культур. 1986. - С.80-87.

2. Дудин Г.П. Мутагенное действие излучения гелий-неонового лазера на яровой ячмень // Генетика, 1983. - №10. - С.1693-1699.

3. Калам Ю., Орав Т. Хлорофильная мутация. - Таллин: Валгус, 1974. - 59 с.

4. Ленточкин A.M., Машевский А.С. Создание исходного селекционного материала яровой пшеницы с помощью регуляторов роста растений//Адаптивные технологии в растениеводстве - итоги и перспективы. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Ижевск, 2003. - С.73-78. - прототип.

Способ мутагенной обработки растений ячменя, отличающийся тем, что обработку растений проводят в фазу кущения водным раствором препарата альто-супер с нормой расхода 0,05…2,5 л/га и с расходом рабочего раствора 300 л на 1 га посевов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к биотехнологии. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений, и может быть использовано в мутационной генетике для создания новых сортов растений. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при возделывании гибридов кукурузы. .

Изобретение относится к способу получения двухнулевых линий-восстановителей фертильности рапса Brassica napus с цитоплазматической мужской стерильностью (ЦМС) Ogura, представляющего собой интрогрессию редьки, несущую ген-восстановитель фертильности Rfo, вырезанный из аллели Pgi-2 редьки и рекомбинированный с геном Pgi-2 Brassica oleracea, имеющих хорошее агрономическое качество, отличающееся женской фертильностью, хорошим уровнем переноса Rfo и высокой вегетационной мощностью.

Изобретение относится к области генетической инженерии и направлено на получение устойчивого к колорадскому жуку и отвечающего условиям биологической и пищевой безопасности трансгенного картофеля на основе высокопродуктивного отечественного сорта и разработку надежного средства для идентификации соответствующего трансформационного события в геноме растения.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для повышения митотической активности меристем однодольных и двудольных растений. .

Изобретение относится к области генетики и селекции и может быть использовано при создании исходного материала для селекции сельскохозяйственных растений. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекционной работе. .

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способу получения генетически модифицированных растений капусты белокочанной. .
Изобретение относится к области генетики и селекции и может быть использовано для индукции мутаций при создании исходного материала для селекции сельскохозяйственных культур

Изобретение относится к области биотехнологии

Группа изобретений относится к области белковой инженерии, молекулярной биологии растений и борьбы с вредителями и касается гибридного инсектицидного белка и его применений. Описанный гибридный инсектицидный белок включает от N-конца до С-конца N-концевой участок белка Cry3A, слитого с С-концевым участком белка Cry1Ab, причем позиция кроссинговера белка Cry3A и белка Cry1Ab расположена в консервативном блоке 2, в консервативном блоке 3 или в консервативном блоке 4 и обладает активностью против западного кукурузного корневого жука. Также представлены молекулы нуклеиновых кислот, кодирующие новые белки, способы получения белков, способы их применения, а также трансгенные растения и их семена, содержащие такие белки. Группа изобретений позволяет получить экономически выгодные средства для борьбы с жуками рода Diabrotica. 13 н. и 26 з.п. ф-лы, 8 ил., 9 табл., 46 пр.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способу получения семян подсолнечника, которые содержат эндогенное масло, содержащее по меньшей мере 12% стеариновой кислоты от общего содержания жирных кислот, в котором содержание олеиновой кислоты выше содержания линолевой кислоты и в котором коэффициент распределения насыщенных жирных кислот α между положениями sn-1 и sn-3 составляет по меньшей мере 0,28. Раскрыто масло семян подсолнечника, имеющее по меньшей мере 12% стеариновой кислоты от общего содержания жирных кислот, более высокое содержание олеиновой кислоты, чем линолевой кислоты, и коэффициент распределения насыщенных жирных кислот α между положениями sn-1 и sn-3, составляющий по меньшей мере 0,28, а также пищевой продукт его содержащий. Также раскрыт способ получения растения подсолнечника, образующего семена, содержащие эндогенное масло, содержащее по меньшей мере 12% стеариновой кислоты от общего содержания жирных кислот, и в котором коэффициент распределения насыщенных жирных кислот α между положениями sn-1 и sn-3 составляет по меньшей мере 0,38. Изобретение позволяет эффективно получать масло, содержащее по меньшей мере 12% стеариновой кислоты от общего содержания жирных кислот, более высокое содержание олеиновой кислоты, чем линолевой кислоты, и коэффициент распределения насыщенных жирных кислот α между положениями sn-1 и sn-3, составляющий по меньшей мере 0,28. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 8 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства. В способе растения обрабатывают раствором биологически активного вещества, в качестве которого используют 24-эпибрассинолид. При этом через 3 недели культивирования растений рапса на жидкой питательной среде последующие две недели растения подвергают хлоридному засолению 125 мМ с однократным внесением в раствор 24-эпибрассинолида в концентрации 10-8 М в начале засоления. Способ позволяет повысить устойчивость растений рапса к повреждающему действию интенсивного хлоридного засоления и экологическую безопасность производимой продукции. 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способам получения растения с повышенной устойчивостью к засухе и действию солей по сравнению с диким видом растения путем снижения экспрессии/функции белка-фактора транскрипции у растения. Также изобретение относится к растению с повышенной устойчивостью к засухе и действию солей, полученное вышеуказанным способом. Изобретение позволяет эффективно получать растения с повышенной устойчивостью к засухе и действию солей по сравнению с диким видом растения. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл., 6 пр.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, в частности к методам предпосевной стимуляции семян низкоинтенсивным лазерным излучением в инфракрасной и красной областях оптического диапазона. Способ характеризуется тем, что на проклюнувшиеся семена после суточного замачивания однократно воздействуют при освещении 10-15 лк низкоинтенсивным сканирующим лазерным излучением сначала инфракрасного диапазона излучения лазером типа ADL-85502-TL. После чего проклюнувшие семена подвергают воздействию излучения лазером типа HLDH-660-A-50-01 в красном диапазоне излучения, дополнительно промодулированным пространственным модулятором. Устройство включает контейнерный блок, соединенные в технологической последовательности блок формирования управляющей программы, блок формирования потока излучения, установленный на вращающейся каретке и имеющий два лазера, пространственный модулятор. Последний размещен в контейнерном блоке и представляет собой многослойную анизотропную квазижидкокристаллическую дифракционную решетку, заключенную между двумя прозрачными пластинами, для образования в каждой точке падения промодулированного лазерного луча интерференционного лазерного поля со своей спекл-структурой. Группа изобретений обеспечивает повышение эффективности и качества стимуляции за счет обеспечения условий согласования пространственного распределения интенсивности поля лазерного излучения со структурой обрабатываемых семян. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл., 4 ил.
Наверх