Спосіб створення лінійних комбінаційно-цінних багатонасінних диплоїдних запилювачів цукрових буряків в процесі глибоких циклів рекурентної селекції

Винахід відноситься до галузі сільського господарства, а саме селекції та насінництва цукрових буряків і може бути використаний як спосіб створення нових цінних запилювачів цукрових буряків в практичній селекції цієї культури. Існуючі раніше класичні методи створення вихідного матеріалу а саме: масовий, груповий, індивідуальносімейний добори вичерпали себе, як окремо застосовуючі способи поліпшення та створення нового вихідного матеріалу. Свідком цього є дані цукристості коренеплодів цукрових буряків за останні десять років, які не тільки підвищились, а навпаки, стали помітно падати. Відомо, що для успішного створення гетерозисних гібридів цукрових буряків на стерильній основі важливу роль грає батьківський компонент - запилювач. На даному етапі найперспективнішими запилювачами є диплоїдні форми багатонасінного цукрового буряка (Балков І.Я., Джігіріс Л.А., 1985p.). Відомо декілька способів створення комбінаційно-цінних запилювачів. Найбільш перспективним є рекурентний відбір, який найбільш відпрацьований на кукурудзі, соняшнику і інших культурах (Перетятько В.Г., Балков І.Я., Перетятько Η.Α., 1983р.). Забезпечуючи максимальне використання потенціалу генофонду даного джерела накопичувати у селекційному матеріалові необхідні комбінації генів та підвищити ефективність вилучення цінних генотипів дає можливість - рекурентний добір. Термін "рекурентний добір" ввів у літературу Хелл, підсумовуючи дослідження над кукурудзою. У перекладі з англійської мови (recurent selection) - періодично повторюваний добір. Зміст простого рекурентного добору полягає у виділенні з вихідної популяції індивідуальних ознак, що цікавлять селекціонера, а також отримання нащадків від кожної рослини - родоначальника. Поки триває вивчення нащадків, збереження вихідних генотипів родоначальних рослин здійснюється за допомогою вегетативного розмноження або шляхом інбридингу (самозапилення), за умови що рослині характерна самофертильність. Потім клони (мікроклони) або інбредні лінії кращих рослин об'єднують і на основі популяції вирощують гібридне покоління (синтетик - Sun), що буде вихідним матеріалом для наступного циклу добору. Найближчим до способу, що заявляється є спосіб періодичного добору пар на реціпроктну комбінаційну здатність Седлмайєра (1950). Суть цього способу заключається в тому, що попарно схрещують лінії або окремі рослини із популяції на штучно чи природно ізольованих ділянках. Насіння збирають роздільно з кожного компоненту гібридизації. Кожний компонент гібридизації підтримується вегетативно до тих пір, доки не буде досліджена продуктивність отриманого гібрида. Для подальшого розмноження залишають тільки ті рослини чи лінії, які мали високу комбінаційну здатність. Популяція кожного сорту, таким чином, складається з відібраних рослин і процес добору продовжується далі. Після розмноження сорту, компоненти схрещуються для отримання гібридного насіння. Проте цей спосіб має ряд недоліків: - пробні схрещування дають змогу визначити гетерозисний ефект тільки для окремих індивідуумів популяції А та Б, проте при виробництві промислового гібридного насіння використовуються "невідомі" популяції; - неможливо дати оцінку ЗКЗ (загальній комбінаційній здатності) відносно до іншої популяції, тому що кожна рослина запилюється полігенно (багатьма рослинами). В основу нашого винаходу поставлено завдання удосконалення компонентів гібридизації (запилювачів) шляхом використання в якості вихідного матеріалу простих гібридів створених з участю ліній відібраних в процесі глибоких (3-4) циклів рекурентного добору, що забезпечує можливість вивчення кожного біотипу (індивідуума) за ЗКЗ ознак цукристості, врожайності, технологічних якостей, можливість збереження генотипу в "чистоті" (первісному стані), а також підвищення концентрації бажаних генів у генофонді популяції запилювачів. Роботи по створенню і підтримуванні запилювачів багатонасінного буряка складаються із декількох етапів, які можна викласти в такій послідовності: а) вибір вихідного матеріалу; б) добір ліній на ЗКЗ для створення простих гібридів; в) підтримка генотипів відібраних ліній в "чистоті" (к ультура тканин in vitro); г) гібридизація генотипів з метою отримання гібридного насіння; д) випробування гібридів з метою оцінки відібраних компонентів; ж) формування нового синтетика на основі кращих генотипів; з) проведення нового циклу добору, розмноження, схрещування і т.д. Запропонований спосіб включає добір родоначальних рослин з простих гібридів, які служать вихідним матеріалом в нашому селекційному процесі. Для аналізу відбирають 50-100 коренеплодів педігрі (родоначальників). Така вибірка являється оптимальною для проведення рекурентної селекції. Відібрані коренеплоди розрізають на чотири частини ("четвертушки"), які використовують для збереження генотипу в чистоті і в гібридизації з метою оцінки комбінаційної здатності гібридів. Зміст рекурентного добору заключається в тому, що від відібраних рослин, значна кількість їх бракується, а залишається лише невелика кількість рослин, та якій вдається зберегти свій генотип в "чистоті" - первісному стані. Самозапилення рослин вирощених з "четвертушок" коренеплодів проводять в полі під бязевими індивідуальними ізоляторами. Найбільш надійним способом збереження генотипу в чистоті є спосіб апікальних меристем культури тканин in vitro (Л.А. Джігіріс, І.Я. Балков,1985p.). Зразки в вигляді невеликих квітконосних пагонів з пазушними бруньками ставлять у вологий фільтрований папір і в такому стані вони можуть зберігатися 3-5 днів в холодильнику. Для прискорення вегетації, укорінену пробірочну культуру (мікроклони) із пробірки висаджують в перліт, досвічують лампами і тільки після укорінення висаджують в теплицю. Протягом 2-3 днів рослини затіняють, зволожують ґрунт. Таким чином можна отримати до 99% клонів-штеклінгів. В процесу гібридизації можна для визначення ЗКЗ використовувати полікрос і топкрос (з спільним МСтестером і ред-тестером). "Четвертинки" коренеплодів використовують для гібридизації так, щоб кожна рослина була представлена в любій схемі. При топкросі (в якості запилювача береться один спільний тестер) з використанням червонолистого тестера, кількість його рослин повинна бути в 2-3 рази більша ніж материнських рослин (для максимального перезапилення). Одну з четвертинок використовують для схрещування з ЧС (чоловічостерильною) лінією в індивідуальних ізоляторах. Контрольний варіант (50-100 коренеплодів) вирощують при вільному перезапиленні, використовуючи просторову ізоляцію. Під час вегетації за рослинами з "четвертинок" ведуть дбайливий догляд. Збір урожаю проводять індивідуально з кожного номера при любій схемі гібридизації (полі крос чи топ крос, з спільним МС-тестером чи ред-тестером). Насіння контрольного варіанту також збирають індивідуально, зробивши суміш для контролю. Випробування гібридів проводиться в залежності від наявності насіння кожного номера (рослини). Гібриди і вихідні форми оцінюють за урожайністю, цукристістю, те хнологічними якостями. Після такої оцінки гібридів визначають загальну комбінаційну здатність (ЗКЗ) ліній і відбирають ті лінії, які показали високу ЗКЗ з двома тестерами. В результаті отримуємо нові лінійні багатонасінні комбінаційно-цінні запилювачі цукрових буряків. Одержання відчутного результату вже досягаємо на третьому циклі періодичного добору. На четвертому циклі рекурентного добору нам удається значно підвищити концентрацію бажаних генів у селекційному матеріалі, що вдосконалюється. Запропонований спосіб дозволяє створювати нові багатонасінні запилювачі цукрових буряків з високою ЗКЗ, при цьому ЗКЗ синтетиків за три цикли добору підвищувалась в середньому на 5,8%. Такі запилювачі можуть бути використані в практичній селекції, як важливі батьківські компоненти гібридів. Впроваджуючи запропонований спосіб створення лінійних багатонасінних запилювачів цукрових буряків ми вирішуємо проблему підвищення ефективності селекційного процесу, добору біотипів за важливими кількісними ознаками. З участю таких нови х запилювачів створені гібриди на стерильній основі, що пройшли екологічне та державне сортовипробування. Література: 1. Sedlmayr К. 1950. Parostenyesztes a sopronhorpacsi cukorrepanemesites modszere. - Kiserl, Gazd. Evk., №1, str.17-19. 2. Перетятько В.Г., Балков И.Я., Перетятько Η.Α. "Методические указания по использованию рекурентного (периодического) отбора в селекции сахарной свеклы. Киев, 1983г. 3. Балков И.Я., Джигирис Л.А., "Сельскохозяйственная биология". - Μ., - 1985г. №10. с.31-33.