Спосіб розширення спектру генотипової мінливості

Винахід відноситься до області сільського господарства, зокрема до селекції помідорів, І може бути використаний в селекційному процесі для розширення фонду відбору генотипів з комплексом господарськоцінних, в тому числі адаптивних ознак. Відомий спосіб збільшення виходу в F 2 скоростиглих генотипів помідорів, заснований на обробці репродуктивних органів рослин радіоактивними факторами з послідуючим їх вирощуванням на різних фонах мінерального живлення [Жученко А.А., Андрющенко В.К., Король М.М. и др. Испольозование мутагенеза для интенсификации процессов формообразования при гибридизации томатов: Изменчивость и наследование хозяйственно-ценных признаков у томатов. Кишинев, Картя Молдовеняска, 1973, с. 297-361]. Однак даний спосіб потребує великих затрат праці І часу, оскільки необхідно вирощувати рослини всіх популяцій, які розщеплюються, передбачених експериментом, і давати кожній рослині пряму оцінку. Відомий також спосіб збільшення виходу в F 2 ранньостиглих високопродуктивних генотипів помідорів, заснований на вирощуванні сук упності різних гібридів Ft в умовах високого загущення і підвищеного засолення грунту [Авт.св. СРСР № 1725787, кл. А 01 Η 1/04, 1992]. Основний недолік вказаного способу він не повністю звільняє у гібридів F1 потенціал генотипової мінливості, бо використовується незначна кількість екстремальних факторів середовища, що діють на критичні етапи онтогенезу рослин F1. Крім того, спосіб не передбачає зниження елімініруючої дії природного гаметногота зиготного відборів. В основу винаходу покладено завдання підвищити ефективність селекційного процесу, зменшити трудозатрати і розширити фонд відбору за рахунок збільшення числа впливаючих на мейоз факторів і зниження елімінації рекомбінантних гамет та зигот на постмейотичних етапах. Поставлене завдання вирішується тим, що спосіб включає схрещування материнської лінії з набором батьківських форм і вирощування гібридів F1 в умовах високого загущення, відповідно до винаходу гібриди F1 вирощують в режимі стабільних температур 1 підвищеного вмісту азоту в грунті, а бутони репродуктивних органів рослин на стадії мейозу обробляють розчином глікозидів, причому температурний режим підтримують в діапазоні: вдень 17°С, вночі 10°С, 22 І 17°С відповідно. Вміст азоту в гр унті відповідає 5-ти кратній нормі. Для досягнення максимального розширення фонду відбору, гібриди F1 вирощують в умовах стабільних температур в діапазоні 17-10°С, а обробку бутонів проводять 0,04%-ним розчином глікозидів. Крім того, рослини F1 вирощують в посудинах з гр унтом з підвищеним вмістом азоту, а оцінку рослин F2 здійснюють при стабільній пониженій позитивній температурі 10°С. При формуванні потомств, які розщепляються, використовують плоди з максимальною обнасіненістю. Застосування комплексу екстремальних факторів в поєднанні з обробкою бутонів глікозидами сприяє розширенню спектру доступної відбору генотипової мінливості. Обробка бутонів глікозидами суттєво знижує елімініруючу дію природного відбору на етапі мейозу і постмейотичних етапах гаметогенезу, проростання пилку І росту пилкових трубок, розвитку зародку, формування і схожості насіння, що дозволяє отримати більш широкий фонд відбору бажаних ознак (понад 2-7 разів). Використання відбору високообнасінених плодів (отримані після обробки бутонів глікозидами) в межах низькоконкурентних гібридних рослин F1 як тесту, забезпечує ймовірність одержання популяцій з розширеним спектром доступної генотипової мінливості. Проведені авторами дослідження дозволили встановити, що обробка бутонів глікозидами рослин гібридів F1 сприяє вивільненню додаткової генотипової мінливості, яка в звичайних умовах (без обробки) елімінірується природним гамет-ним та зиготним відборами. Спосіб здійснюється таким чином. Схрещують одну материнську лінію з дев'ятьма батьківськими формами, в результаті отримують 9 гібридів F1, котрі характеризуються детермінантним типом куща. Наключене насіння висівають в посудини (маса абсолютно сухого гр унту в кожному - 6,4 кг) на глибину 2,5 см за схемою 1,5 х 1,5 см, яка дозволяє кожній з гібридних рослин конкретної комбінації схрещування знаходитись в однаковому оточенні інших комбінацій схрещування. В фазу з'явлення перших справжніх листків одні рослини розміщують в камерах штучного клімату з температурним режимом: І варіант - вдень (16 годин) 22°С, вночі (8 годин) - 17°С, II варіант - 17 і 10°С відповідно; Інші рослини переводять на режим підвищеного вмісту азоту в грун ті (5 доз). При досягненні у 25% рослин стадії мейозу (перший етап - фаза розвитку 7-8 справжніх листків характеризується більш чітко вираженою диференціацією морфологічних ознак), їх виймають із грунтового субстрату, сортирують відповідно належності до конкретної гібридної комбінації схрещування і визначають висоту рослин, кількість листків, масу надземної і підземної частин, а також утворених репродуктивних органів. Розраховують середні значення вказаних ознак і за найбільшими І найменшими величинами відбирають комбінації схрещування з високою і низькою конкурентоспроможністю. На другому е тапі рослини з різних варіантів пересаджують в гр унт з нормальним агрофоном. Після укорінення рослин І розвитку в них репродуктивних органів (бутонів), що досягли розмірів, які відповідають стадії мейозу, проводять їх обробку 0,04%-ним розчином стероїдних глікозидів; екостиму. нікостиму, местиму, молститу. При дозріванні плодів перелічують насіння, яке в них зав'язалося І розраховують середнє його значення на один плід. На третьому етапі проводять оцінку потомств R за рівнем спектру генотипової мінливості, що вільно визволяється І доступна відбору. Контроль - рослини, вирощені в поодинокому стоянні в оптимальних умовах, самозапилення - рослини без обробки І з обробкою глікозидами, вирощені в конкуренції, в умовах вивчених стресових екологічних факторів. Результати оцінки рослин гібридів F1 і F2, що відображають суть запропонованого способу, наведені в табл. 1-5. Так, в табл. 1 відображений вплив глікозидів як факторів, суттєво знижуючих дію природного гаметного відбору. Тобто, обробка бутонів глікозидами призводить до збільшення обнасінення плодів в порівнянні з контрольним варіантом і варіантом самозапилення. При цьому не тільки збільшується кількість насіння в середньому на один плід, але й сама варіабельність по обнасіненню плодів зміщується вправо в порівнянні з контрольним варіантом (табл.2). В табл.3 вказано, що кількість генотипів із загальним урожаєм більше 1 кг (варіант обробки екостимом) вдвічі перевищує варіант самозапилення І в 7 разів - контроль. Суттєвим аргументом на користь ефективного використання глікозидів для зниження елімініруючої дії природного гаметного та зиготного відборів являється значне відхилення по частоті з'явлення в F2 генотипів, адаптованих до понижених позитивних температур у варіантах обробки порівняно з контрольним варіантом (табл.4). При цьому відмічається диференційний вплив глікозидів, при одній і тій же онтогенетичній пристосованості, але при різних глікозидних обробках, процент виходу в F 2 генотипів (популяція Лікурич х Вікторина), адаптивних до понижених позитивних температур, варіює.від 21,2 до 54,8%, а вихід адаптивних генотипів, в залежності від варіанту обробки глікозидом і комбінації схрещування (по відношенню до контрольного варіанту), збільшився в 14-26 разів. Експериментами також доведено одержання максимальної частоти виходу генотипів, стійких до понижених позитивних температур, на рівні схожості насіння в залежності від якісної зміни фактора, діючого на F1, І виду глікозидів (табл.5). Таким чином, використання запропонованого способу розширення спектру генотипової мінливості в порівнянні з відомими способами дозволить підвищити ефективність селекційного процесу, знизити трудозатрати, розширити фонд відбору за рахунок збільшення числа факторів, які діють на мейоз і зниження елімінації рекомбінантних гамет і зигот на постмейотичних етапах.