Спосіб підвищення вмісту гліцеридів пальмітинової кислоти в кукурудзяній олії

Реферат: Спосіб підвищення вмісту гліцеридів пальмітинової кислоти в кукурудзяній олії включає використання біохімічного ефекту ендоспермових мутацій і створення на їх основі інбредних ліній та гібридів. Як джерело підвищеного вмісту гліцеридів пальмітинової кислоти застосовують носії комбінації мутантних генів структури ендосперму sh2su2. UA 102597 U (12) UA 102597 U UA 102597 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, а саме - до способів селекційно-генетичного поліпшення жирнокислотного складу кукурудзяної олії. Відомий спосіб підвищення вмісту гліцеридів пальмітинової кислоти в кукурудзяній олії шляхом використання ефекту полігенних комплексів [1]. Однак практичне використання цього способу ускладнюється неможливістю оцінки біохімічного ефекту кожного з полігенів і відсутністю можливостей визначення їх алельного стану. Ці недоліки частково усуває використання іншого способу підвищення в кукурудзяній олії вмісту пальмітату, який ґрунтується на просторовому зчепленні пальмітат-кодуючих локусів з локусами структури ендосперму wx та du1, розташованими відповідно в дев'ятій та десятій хромосомах - прототипи [2, 3]. Однак зазначене зчеплення недостатньо тісне, що викликає широкий діапазон мінливості за вмістом гліцеридів пальмітинової кислоти і не усуває можливості появи кросоверних форм, які є носіями ендоспермових мутацій, але не вирізняються високим вмістом пальмітату в олії. Окрім того, мутантний ген du 1 має важко ідентифікований фенотип зерна, що дуже ускладнює ідентифікацію форм з підвищеним вмістом пальмітату в олії [4]. В основу корисної моделі поставлено задачу усунення цих недоліків і надійного підвищення вмісту пальмітату в кукурудзяній олії, яке забезпечувало б також і можливість візуальної ідентифікації високопальмітинових форм. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб підвищення вмісту гліцеридів пальмітинової кислоти в кукурудзяній олії, що включає використання біохімічного ефекту ендоспермових мутацій і створення на їх основі інбредних ліній та гібридів, згідно з корисною моделлю, використовують комбінацію мутантних генів структури ендосперму кукурудзи shrunken-2 (sh2) та sugary-2 (su2). Вміст пальмітату в олії ліній звичайної кукурудзи, ліній - носіїв моногенних мутацій sh2, su2. wx та du1, а також ліній - носіїв комбінації мутантних генів sh2su2 (запропонована корисна модель) наведено в таблиці. Таблиця Вміст гліцеридів пальмітинової кислоти в оліях ліній кукурудзи - носіїв комбінації мутантних генів sh2su2 порівняно із звичайною кукурудзою та кукурудзою на основі моногенних мутацій sh2, su2 та du1, % до суми гліцеридів (середнє за оцінками шести неспоріднених за походженням ліній кожного типу) Вміст гліцеридів пальмітинової кислоти в оліях (% до суми гліцеридів) 11,7 15,3 12,5 14,3 14,8 Типи ліній Звичайний Мутанти sh2 Мутанти su2 Мутанти wx (прототип) Мутанти du1 (прототип) Мутанти sh2su2 (пропоноване рішення) НІР0,05 30 35 40 технічне 28,0 0,7 Дані, що наведені таблиці, свідчать, що кукурудза на основі комбінації мутантних генів sh2su2 за вмістом в олії гліцеридів пальмітинової кислоти суттєво переважає кукурудзу звичайного типу, а також носіїв мутацій sh2, su2, wx та du1 і в цьому полягають практичні переваги носіїв комбінації мутантних генів sh2su2 для селекції на якість олії. Приклад використання. В перший рік проводиться гібридизація джерел ендоспермової мутації shrunken-2 з джерелами ендоспермової мутації sugary-2. На другий рік отримане гібридне насіння висівається в польових умовах і отримані з нього рослини піддаються самозапиленню. В розщеплюваних особинах другого покоління спостерігаються три фенотипові класи - із звичайним фенотипом зерна, з фенотипом зерна мутації su 2 і з фенотипом зерна мутації sh2 у співвідношеннях, статистично близьких до 9:3:4. Таким чином, неалельні взаємодії між мутантними генами sh2 та su2 за фенотипом зерна здійснюються за типом комплементарного епістазу і в комбінації sh2su2 мутантний ген sh2 епістатичний до мутантного гену su2. Тому для виділення носіїв комбінації sh2su2 в другому поколінні від схрещування носіїв мутацій sh2 та su2 добирається насіння з фенотипом мутації su2, яке на третій рік висівається в польових умовах, піддається самозапиленню і в отриманих розщеплюваних особинах добирається насіння з фенотипом мутації sh2, яке і використовується в подальшій роботі. Таке 1 UA 102597 U 5 10 15 20 25 30 насіння за зовнішнім виглядом чітко відрізняється від насіння звичайної кукурудзи, оскільки воно сильно зморшкувате по всій поверхні, а від носіїв моногенної мутації sh 2 його відрізняють позитивні тести на алельність з джерелами мутації su2. Це сприяє надійній фенотиповій ідентифікації форм з високим вмістом в олії гліцеридів пальмітинової кислоти. Ідентифіковані носії комбінації sh2su2 використовують для селекції ліній шляхом беккроссування або інцухту з індивідуальним добором, а отримані константні лінії застосовуються для отримання гетерозисних гібридів. Кукурудза на основі комбінації sh 2su2 є специфічним типом кукурудзи, який при селекції та вирощуванні ліній і гібридів потребує генетичної або просторової ізоляції від будь-якого іншого типу кукурудзи. Використання пропонованого способу дозволяє забезпечити суттєво більш високий вміст гліцеридів пальмітинової кислоти в олії порівняно із кукурудзою традиційного типу та найближчим аналогом, що підвищує якість олії зерна кукурудзи. Джерела інформації: 1. Alferai R., Berke T.G., Rocheford T.R. Quantitative trait locus analysis of fatty acid concentration in maize / R. Alferai, T.G. Berke, T.R. Rocheford // Genome. - 1995. - V. 38. - P. 894901. 2. Genome-wide association study dissects the genetic architecture of oil biosynthesis in maize kernels / [L. Hui, Z. Peng, X. Yang et al.] // Nature Genetics-2013. - V. 45. - P. 43-50. 3. ShadleyJ. Location of chromosomal regions controlling fatty acid composition of embrio oil in Zea mays L. / J. Shadley, D. Weber // Canad. J. Genet. Cytol. - 1986. - V. 28 (2). - P. 260-265. 4. Neuffer M.G. Mutants of maize / M.G. Neuffer, E.H. Сое, S.R. Wessler. - Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1997. - 468 p. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб підвищення вмісту гліцеридів пальмітинової кислоти в кукурудзяній олії, який включає використання біохімічного ефекту ендоспермових мутацій і створення на їх основі інбредних ліній та гібридів, який відрізняється тим, що як джерела підвищеного вмісту гліцеридів пальмітинової кислоти застосовуються носії комбінації мутантних генів структури ендосперму sh2su2. Комп’ютерна верстка М. Мацело 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