Спосіб добору закріплювачів стерильності буряків

Спосіб добору закріплювачів стерильності буряків, який включає схрещування чоловічо-сте 37709 добору закріплювачів стерильності необхідно проводити аналіз всіх сімей гібридних нащадків від схрещування ЧС-форм з кандидатами в закріплювачі стерильності в польових умовах або теплиці. Такий великий об'єм польових робіт не сприяє підвищенню ефективності добору закріплювачів стерильності. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалити спосіб добору закріплювачів стерильності буряків шляхом використання раніше встановленого взаємозв'язку ознаки стерильність-фертильність з довжиною корінців проростків гібридного насіння чим забезпечується підвищення ефективності добору та зменшення матеріальних витрат та витрат праці за рахунок зменшення кількості сімей, у яких визначається ознака стерильністьфертильність. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі добору закріплювачів стерильності буряків, який включає схрещування чоловічостерильних форм з кандидатами в закріплювачі цитоплазматичної чоловічої стерильності, аналіз всіх сімей гібридних нащадків за ознакою стерильність-фертильність та добір за результатами цього аналізу закріплювачів стерильності, відповідно до винаходу для такого аналізу відбирають сім’ї, з середньою довжиною проростків більшою за середнє арифметичне довжини корінців всіх гібридних сімей одного походження. Спосіб характеризується такими суттєвими ознаками: схрещування кандидатів в закріплювачі цитоплазматичної чоловічої стерильності з контрольними ЧС-формами, аналіз гібридних нащадків таких схрещувань за ознакою стерильність-фертильність тільки з сімей, середня довжина корінців проростків у яких більша за середню арифметичну довжину корінців проростків насіння всіх гібридних сімей одного походження та добір за результатами цього аналізу закріплювачів стерильності. Аналіз гібридних нащадків таких схрещувань за ознакою стерильність-фертильність тільки з сімей, середня довжина корінців проростків у яких більша за середню арифметичну довжину корінців проростків насіння всіх гібридних сімей одного походження е відміною запропонованого способу від прототипу. Нова, відмінна від прототипу ознака, завдяки встановленому попередньо взаємозв'язку довжини корінців проростків гібридного насіння з ознакою стерильність-фертильність з великою ймовірністю вказує на те, що кандидат в закріплювачі стерильності має здатність закріплювати стерильність. Аналіз лише таких сімей дозволяє у два рази збільшити ефективність добору закріплювачів стерильності та зменшити в два рази матеріальні витрати і витрати праці за рахунок зменшення в 2 рази кількості сімей, у яких визначається ознака стерильність-фертильність. Це стало можливим здійснити на основі даних, які були одержані в результаті проведення попередніх експериментів. Для проведення експерименту було взято три пари гібридних сімей, де як материнська ЧС-форма використовувалась ЧСХ13, а як батьківській компонент-рослини, відібрані з популяції запилювачів районованих гібридів Кубанський ЧС36, Дружба, Київський ЧС62 і мали здатність закріплювати стерильність або відновлювати фертильність. Пророщування насіння проводилося в умовах, які застосовуються при визначенні лабораторної схожості. Довжина корінців проростків насіння визначалась в період, коли різниця по довжині корінців у форм, що вивчалися, була найбільш істотною. Результати дослідів показали, що довжина корінців проростків сімей, де батьківською формою був відібраний з популяції запилювача закріплювач стерильності в середньому була на 6 мм (30%) більшою, ніж у сімей, де батьківською формою був відібраний з тієї ж популяції відновлювач фертильності (таблиця). Таблиця Довжини корінців проростків насіння гібридів в залежності від властивості запилювача (закріплювачі ЦЧС або відновлювачі фертильності) Гібриди з запилювачами 1/6-70 (Закріплювач ЦЧС) 1/6-37 (Відновлювач Ферт) У3092-13(З.С.) У3092-56 (В. Ф.) 2028-12 (З.С.) 2028-5 (В. Ф.) Середнє по гібридах з Закр Середнє по гібридах з В.Ф. Кількість перевірених проростків, шт. 248 364 159 278 250 287 Довжина корінців проростків, мм 34±0,5 21±0,8 31±0,5 28±0,7 13±0,6 10±0,9 26±0,6 20±0,7 Перевищення довжини корінців проростків у гібридів з закріплювачем мм % +13 62 +3 11 +3 30 +6 30 Вірогідно при Р>0,001. На основі цього та інших експериментів, в яких вивчався взаємозв'язок ознаки стерильністьфертильність різних компонентів гібридів та ди наміки росту корінців проростків насіння, було встановлено такий ефект. Як видно з таблиці, середня довжина корінців сімей гібридних наща 2 37709 частоту виникнення фертильних рослин до 0,1, для попадання у вибірку хоча б одної фертильної рослини з ймовірністю 0,99 необхідно проаналізувати 44 рослини, а з ймовірністю 0,999-66 рослин. Для отримання вірогідних даних про те, що серед нащадків кандидата в закріплювачі стерильності зустрічаються фертильні рослини і його слід вибракувати, необхідно мати вибірки 3-5 фертильних рослин, що відповідно збільшує обсяг вибірки в 3-5 разів. Це для прогнозу з вірогідністю 0,99 складе 132-220 рослин, а з вірогідністю 0,999 -198-330 рослин. Якщо врахувати, що кожен рік аналіз ознаки стерильність-фертильність проводиться у 70-120 сімей 3-8 походжень, такий обсяг робіт по аналізу даної ознаки потребує великих витрат праці і матеріальних витрат, особливо якщо роботи проводяться у теплиці. Ефект впливу ознаки стерильність-фертильність на динаміку росту корінця проростку шляхом попереднього лабораторного аналізу довжини корінця проростків, за результатами якого для подальшого польового аналізу ознаки стерильність-фертильність відбираються лише сім’ї, середня довжина корінців проростків яких вірогідно перевищує середню довжину корінців проростків всіх гібридних сімей одного походження, дозволяє в два рази зменшити кількість сімей від схрещування ЧС-форм з кандидатами в закріплювачі стерильності, серед яких буде проводитись аналіз ознаки стерильність-фертильність. Це зменшує обсяг робіт по вирощуванню коренеплодів, висадці їх в полі або теплиці та догляду за ними, для отримання квітучих рослин і аналіз їх за ознакою стерильність-фертильність, що зменшує витрати праці і матеріальні витрати на добір закріплювачів стерильності. Спосіб здійснюють таким чином. Схрещують ЧС-форми з кандидатами в закріплювачі стерильності, при цьому зберігають генотип батьківської рослини одним з існуючих прийомів. Збирають насіння з материнської форми і відбирають частину їх для лабораторного аналізу. Відібране насіння пророщують у термостаті і вимірюють довжину корінців кожного насіння, що проросло, звідки знаходять середню довжину корінців проростків даної сім'ї. Середню довжину корінців проростків даної сім'ї порівнюють з середньою арифметичною довжини корінців проростків всіх гібридних сімей одного походження, і сім'ї з більшою довжиною корінця проростків відбирають для аналізу ознаки стерильність-фертильність. З насіння відібраних сімей, що залишилося, вирощують коренеплоди, які висаджують у грунт у полі або теплиці і у фазі масового цвітіння у них визначають ознаку стерильність-фертильність. За результатами цього аналізу відбирають закріплювачі стерильності. В сім'ях, середня довжина корінців проростів яких більша середньої арифметичної довжини корінців проростків всіх гібридних сімей одного походження, ймовірність того, що батьківська форма є закріплювачем стерильності більша. Відповідно аналіз лише таких сімей за ознакою стерильність-фертильність дозволяє у два рази підвищити ефективність добору закріплювачів стерильності. дків, де батьківська форма мала властивість закріплювати стерильність, перебільшувала довжину корінців сімей, де батьківська форма була відновлювачем фертильності. Аналогічні дані про перевагу стерильних рослин в динаміці росту проростків одержані у подібних експериментах з різними компонентами гібридів. Згідно найбільш поширеній на сьогодні теорії спадкування ознаки стерильність-фертильність, яка була розроблена Ф. Оуеном у сорокові роки (Owen F.W. Sytoplasmicaly inharited male sterility in sugar beet //Jorn. Agr. Res. -1945-V. 71 - Р. 423440), закріплювач стерильності повинен мати нормальну цитоплазму і дві гомозиготно-рецесивні алелі генів-закріплення стерильності (х і z). При схрещуваннях з ЧС-формами такі фертильні рослини дають повністю стерильне потомство. При виявленні серед нащадків фертильних рослин робиться висновок про нездатність даного кандидата закріплювати стерильність. Згідно моделі Оуена кандитат в закріплювачі стерильності може мати вісім комбінацій генів (х і z), які відповідають за ознаку стерильність-фертильність. При цьому серед нащадків чотирьох комбінацій (XXZZ), (XXZz), (XxZZ), (XxZz) будуть виникати фертильні рослини з частотою від 1 до 0,25. Оскільки комбінація генів Х і Z кожного кандидата в закріплювачі стерильності невідома, для аналізу його закріплювальної здатності необхідно взяти вибірку, яка б вірогідно відображала наявність або відсутність фертильних рослин серед гібридних нащадків при мінімальній частоті їх з’явлення. Для того щоб у вибірку попала хоча б одна фертильна рослина за формулою: a= log(1 - P) , log(1 - B) де: В - ймовірність безпомилкового прогнозу; Р частка особин в генеральній сукупності, які мають дану ознаку. Для прогнозу з ймовірністю 0,99 при частоті з’явлення ознаки 0,25 необхідно проаналізувати 16 рослин, а з ймовірністю 0,999-24 рослини. Для того. щоб вірогідно відповісти на питання про наявність серед нащадків даного кандидата в закріплювачі стерильності фертильних рослин, необхідно мати серед нащадків 3-5 фертильних рослин, для чого розміри вибірки необхідно збільшити в 3-5 разів, що для прогнозу з вірогідністю 0,99 складе 48-80 рослин, а з вірогідністю 0,999- 72-120 рослин. На сьогодні розроблена модель (Abe Y., Guan G.-R., Shimamoto Y. Группа сцепления 2 сахарной свеклы, выявленная на основе изоферментных и маркерных генов //Proc. Jap. Soc. Sugar Beet Technol. – 1993. - N. 34. - Р. 44-50), згідно якої ознака стерильність-фертильність контролюється не двома, а трьома генами відновлення фертильності. Згідно такої моделі кандидати в закріплювачі стерильності можуть мати 16 генотипів, серед яких у нащадків 8 з них будуть виникати фертильні рослини з частотою від 100% до 12,5%. Мінімальна частота виникнення фертильних рослин згідно цієї моделі спадкування ознаки стерильність-фертильність складає 1/8. Тому, з урахуванням випадкових факторів (модифікуюча дія довкілля, неконтрольоване випадкове перезапилення, тощо), які можуть знижувати 3 37709 Порівняльний аналіз заявленого винаходу з прототипом показав, що спосіб відрізняється новою суттєвою ознакою, яка полягає у тому, що для ознаки стерильність-фертильність відбираються гібридні сім’ї, середня довжина корінців проростків яких більша, ніж середня арифметична довжини корінців всіх гібридних сімей одного походження, що дозволяє зменшити в два рази кількість сімей, які аналізуються при доборі закріплювачів стерильності. Винахід дозволяє у два рази підвищити ефективність добору закріплювачів стерильності за рахунок зменшення кількості сімей, у яких ознака стерильність-фертильність визначається, а також знизити матеріальні і трудові витрати на проведення селекційного процесу - добору закріплювачів стерильності і може бути використаним у селекції цукрового, кормового і столового буряку, а також мангольдів для підвищення ефективності добору закріплювачів стерильності. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4