Спосіб відбору гаплоїдних рослин

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции растений, например сахарной свеклы, для визуального отбора растений с гаплоидным (в два раза меньшим, чем у исходной формы) набором хромосом. Известен способ получения гаплоидных материалов с использованием маркерных генов опылителя [Авт.св СССР №1635301, кл. А 01 Н 1/04]. Способ характеризуется признаками, из которых анализ плоидности макроструктур и отбор гаплоидов совпадают с существенными признаками изобретения. Однако, эти признаки в способе, в отличие от изобретения, не обеспечивают снижения трудоемкости процесса из-за низкого процентного выхода гаплоидов. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является способ получения гаплоидных растений сахарной свеклы с использованием культуры изолированных семяпочек и зародышей в культуре "In vitro" [Белоус В.Е., Ильенко И.И., Редько В.И., Бабьяк И.А. и др. Применение метода культуры изолированных семяпочек и зародышей для получения гаплоидов сахарной свеклы/ /Цитологические и цитоэмбриологические исследования в селекции сахарной свеклы. - Киев: ВНИС, 1988. - C.140-148]. Сущность известного способа заключается в том, что изолированные семяпочки или зародыши высаживают на питательные среды в культуре "In vitro" для получения макроструктур и выделения гаплоидных растений. Среди макроструктур (каллуса, проростков) помимо гаплоидов формируются диплоиды. Диплоиды в большинстве случаев формируются из клеток материнской ткани растения, попадающей в среды для культивирования эксплантов, и в таком случае не являются гомозиготами. Разделить диплоиды и гаплоиды и отобрать гаплоидные растения возможно только при помощи цитологического анализа с прямым подсчетом числа хромосом. Такие признаки известного способа, как вычленение изолированных семяпочек или зародышей, культивирование их на питательной среде, отбор гаплоидов совпадают с существенными признаками заявленного изобретения. Однако определение плоидности новообразований с помощью этих признаков возможно только при сочетании их со сложным цитологическим анализом, который в отличие от заявляемого изобретения требует значительных затрат труда и времени. Заявляемое изобретение направлено на решение задачи: разработать способ отбора, гаплоидных растений путем использования в качестве доноров растений гетерозиготных по маркерным признакам, что снижает трудоемкость и затраты времени при отборе. Сущность заявляемого способа заключается в том, что в отличие от известного способа выделения гаплоидов, включающего культивирование на питательной среде изолированных пыльников или неоплодотворенных семяпочек донора, регенерацию и сложный цитологический анализ для отбора гаплоидных растений, в заявляемом способе в качестве донора пыльников или семяпочек используют гетерозиготные по маркерным признакам растения и среди образовавшихся структур по маркерным (рецессивным) признакам визуально отбирают гаплоидные растения. В заявляемом способе в качестве маркерного признака при отборе гаплоидных растений свеклы используют жизнеспособные хлорофильные мутации. В процессе культивирования эксплантов (пыльники, семяпочки) в культуре "In vitro" получают проростки различные по маркерным признакам. Растения с доминантными признаками могут быть гаплоидными или диплоидными, которые образовались из диплоидных клеток материнской ткани растения-донора. Рецессивные признаки наследуют растения с гаплоидным набором хромосом, которые образовались с гаплоидных клеток пыльников или неоплодотворенных семяпочек. Таким образом по маркерным (рецессивным) признакам визуально отбирают гаплоидные растения. Визуально выделенные гаплоиды используют в селекции для создания диплоидных гомозиготных линий. Подбирают генетический маркер, который проявляется на проростках. При получении гаплоидных растений свеклы используют маркерную окраску растения, связанную с жизнеспособными хлорофильными мутациями. Жизнеспособные хлорофильные мутации растений контролируются рядом генов аu, vir, ch и др. Хлорофильные мутации проявляются на ранних стадиях развития. Доминантные аллели дают темно-зеленую окраску проростков, растения с рецессивными аллелями имеют отличную окраску от растений с доминантными аллелями. Растения с рецессивным аллелем vir имеют светло-зеленую окраску, а растения с аллелем ch - зеленовато-желтую окраску. Золотисто-желтую окраску приобретают проростки с аллелем аu. Расщепление по гетерозиготному гену у гаплоидов будет 1:1. При использовании одного маркерного гена визуально отбирают 50% гаплоидов. Использование двух маркерных генов дает возможность визуально отбирать по маркерным признакам 75% гаплоидов. Применение трех генов позволяет визуально отбирать 87,5% гаплоидов. Пример 1. Для осуществления способа у растений сахарной свеклы донором семяпочек для введения в культуру "in vitro" служит гетерозиготный материал по гену Auau. Семяпочки высаживают на регенерационные среды и культивируют в термостате при температуре 20-25°С и относительной влажности 75% до появления макроструктур. Полученные проростки имеют золотисто-желтую или зеленую окраску. По рецессивному признаку отбирают гаплоиды. Растения с золотисто-желтой окраской - это гаплоидные растения, которые после размножения и укоренения могут использоваться в селекции сахарной свеклы, как исходный селекционный материал для получения гомозиготных линий и создания гибридов. Данный способ является эффективным приемом отбора гаплоидных растений. При его использовании на половину при применении одного маркерного гена сокращаются затраты труда и времени на выделение растений с гаплоидным набором хромосом. Применение двух маркерных генов позволяет сократить затраты труда и времени на 75%, а использование трех маркерных генов позволяет сократить затраты труда на 87,5%. Применение предлагаемого изобретения в селекционной работе со свеклой позволит сократить сроки и затраты труда на создание новых гибридов при использовании гомозиготных материалов, полученных на основе гаплоидов.