Спосіб генетичного поліпшення якості насіння цукрової кукурудзи

Реферат: Спосіб генетичного поліпшення якості насіння цукрової кукурудзи включає гібридизацію кукурудзи звичайного типу з ендоспермовими мутантами, виділення в другому поколінні особин з мутантним фенотипом та створення на їх основі інбредних ліній та гібридів. Для сполучення збільшеного вмісту сахарози в зерні технічної стиглості із зниженою збиральною вологістю та підвищеною польовою схожістю насіння використовують ефект ендоспермової мутації sh1. UA 102035 U (12) UA 102035 U UA 102035 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, а саме - до способів генетичного поліпшення якості насіння цукрової кукурудзи. Відомий спосіб створення ліній та гібридів цукрової кукурудзи шляхом використання біохімічного ефекту мутантного гена su1 (sugary-1) [1]. Однак носії мутації su1 вирізняються недостатньо високим вмістом сахарози в зерні технічної стиглості, а також підвищеною збиральною вологістю насіння, яка викликає необхідність його додаткового сушіння [2]. Ці недоліки частково усуває інший спосіб створення ліній та гібридів цукрової кукурудзи, який ґрунтується на використанні ефекту мутації кукурудзи sh2 (shrunken-2) - прототип [3]. Носії цієї мутації за вмістом сахарози в зерні технічної стиглості значно переважають носіїв мутації su1, однак більш високий вміст сахарози у носіїв мутації sh2 супроводжується і більш високою збиральною вологістю насіння [4]. Окрім того, носії мутації sh2 відрізняються від носіїв мутації su1 зниженою польовою схожістю насіння [5]. В основу корисної моделі поставлено задачу усунення цих недоліків і сполучення у цукрової кукурудзи збільшеного вмісту сахарози в зерні технічної стиглості із зниженою збиральною вологістю насіння та його підвищеною польовою схожістю. Поставлена задача вирішується тим, що для усунення недоліків аналога використовують біохімічний ефект мутації sh1 (shrunken-1). Вміст сахарози в зерні кукурудзи на основі мутації sh1, а також збиральна вологість і польова схожість її насіння порівняно із звичайною кукурудзою та кукурудзою на основі мутацій su1 та sh2 наведено в таблицях 1 та 2. Таблиця 1 Основні господарські характеристики ліній кукурудзи на основі мутації sh1 в порівнянні з лініями звичайного типу та лініями на основі мутацій su1 та sh2 (середнє за оцінками десяти неспоріднених за походженням ліній кожного типу) Типи ліній Звичайний Мутанти su1 Мутанти sh2 (аналог) Мутанти sh1 (пропонований спосіб) НІР0,05 Вміст сахарози в зерні технічної стиглості, % до абсолютно сухої речовини 6,6 19,5 33,6 Збиральна вологість Польова схожість зерна, % до сирої насіння, % речовини 24,4 88,1 34,3 82,8 41,5 61,2 16,9 25,8 86,4 0,6 1,1 2,1 Таблиця 2 Основні господарські характеристики гібридів кукурудзи на основі мутації sh1 в порівнянні з гібридами звичайного типу та гібридами на основі мутацій su1 та sh2 (середнє за оцінками десяти неспоріднених за походженням гібридів кожного типу) Типи ліній Звичайний Мутанти su1 Мутанти sh2 (аналог) Мутанти sh1 (пропонований спосіб) НІР0,05 25 Вміст сахарози в зерні технічної стиглості, % до абсолютно сухої речовини 6,2 19,1 31,8 Збиральна вологість зерна, % до сирої речовини Польова схожість насіння, % 24,9 35,5 39,7 89,4 83,6 68,4 16,3 25,1 87,1 0,9 1,3 2,4 Дані, що наведені в таблицях 1 та 2, свідчать, що кукурудза на основі мутації sh1 за вмістом сахарози в зерні технічної стиглості значно переважає кукурудзу звичайного типу, дещо поступається кукурудзі на основі мутації su1 і вирізняється значно меншим вмістом сахарози, ніж носії мутації sh2. Однак кукурудза на основі мутації sh1 має суттєво меншу, ніж у мутантів su1 і sh2, збиральну вологість зерна і більшу польову схожість насіння, причому переваги за цими 1 UA 102035 U 5 10 15 20 25 30 показниками мутантів sh1 над мутантами su1 та sh2 досягаються саме за рахунок ефекту мутації sh1. Приклад використання. В перший рік проводиться гібридизація кращих сортів, ліній, гібридів або популяцій кукурудзи звичайного типу з джерелами ендоспермової мутації sh1. На другий рік отримане гібридне насіння першого покоління висівається в польових умовах і отримані з нього рослини піддаються самозапиленню. Серед розщеплюваних особин другого покоління для подальшої роботи добирається насіння з фенотипом мутації sh1, яке за зовнішнім виглядом чітко відрізняється від насіння звичайної кукурудзи, оскільки має характерну глибоку западину на верхівці. Ідентифіковані мутанти sh1 використовуються для створення на їх основі інбредних ліній шляхом беккроссування або інцухту з індивідуальним добором, а отримані константні лінії застосовуються для отримання гетерозисних гібридів. Кукурудза на основі мутації sh1 є специфічним типом кукурудзи, який при селекції та вирощуванні ліній і гібридів потребує генетичної або просторової ізоляції від будь-якого іншого типу кукурудзи. Для забезпечення більш високого вмісту сахарози в технічно стиглому зерні носіїв мутації sh1, збирання їх качанів рекомендується проводити на 2-3 доби раніше, ніж качанів мутантів su1 та sh2. Використання пропонованого способу дозволяє забезпечити сполучення збільшеного вмісту сахарози в зерні цукрової кукурудзи технічної стиглості із значним зниженням збиральної вологості і підвищенням польової схожості насіння. Джерела інформації: 1. Dumanovic J. Specificni tipovi kukuruza / J. Dumanovich, Z. Pajic. // Beograd-Zemun: Institut za kukuruz "Zemun Polje", 1998. - 207 p. 2. Tracy W.F. Sweet corn / W.F. Tracy // Specialty corns, 2nd ed.; A.R. Hallauer Ed. - Boca RatonLondon-New York-Washington, D.C.: CRC Press, 2001. - P. 162-204. 3. Tracy W.F. History, breeding, and genetics of super-sweet corn / W.F. Tracy // Plant Breeding Reviews. - 1997. - V. 14. - P. 189-236. 4. Вуглеводний склад зернівок ендоспермальних мутантів кукурудзи в процесі їх дозрівання / [Д.С. Тимчук, В.В. Поздняков, С.М. Тимчук, С.Г. Понуренко] // Фізіологія рослин: проблеми та перспективи розвитку: зб. наук, праць; гол. ред. В.В. Моргун. - Київ: Логос, 2009. - Т. 2. - С. 411418. 5. Changes in characteristics of kernels in a population of shrunken-2 maize selected for improved field emergence and increased kernel weight / [J.A. Juvik, M.С. Jangulo, J.M. Headrick [et al.] // J. Amer. Soc. Hort. Sci. - 1993. - V. 118. - P. 135-140. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Спосіб генетичного поліпшення якості насіння цукрової кукурудзи, який включає гібридизацію кукурудзи звичайного типу з ендоспермовими мутантами, виділення в другому поколінні особин з мутантним фенотипом та створення на їх основі інбредних ліній та гібридів, який відрізняється тим, що для сполучення збільшеного вмісту сахарози в зерні технічної стиглості із зниженою збиральною вологістю та підвищеною польовою схожістю насіння використовують ефект ендоспермової мутації sh1. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2