Спосіб створення міжлінійних гібридів цукрових буряків

Спосіб створення МІЖЛІНІЙНИХ гібридів цукрових буряків, який включає схрещування чоловічостерильної форми із закріплювачем стерильності для отримання материнської форми, Винахід відноситься до сільського господарства і може бути використаний для забезпечення високої ефективності і надійності створення МІЖЛІНІЙНИХ гібридів в гетерозисній селекції буряків В селекційній практиці при створенні МІЖЛІНІЙНИХ гібридів цукрових буряків суттєве значення має забезпечення отримання максимального виходу гібридних рослин, так як саме вони забезпечують ефект гетерозису Відомий спосіб створення МІЖЛІНІЙНИХ гібридів цукрових буряків (Балков И Я Селекция сахарной свеклы на гетерозис — М Россельхозиздат — 1978 — 167с), який полягає в тому, що схрещують однонасінну чоловічостерильну форму з неспорідненими закріплювачами стерильності для отримання материнського компонента Для одержання батьківського компонента схрещують дві ІНШІ самозапильні лінії, одна з яких має генну чоловічу стерильність Потім схрещують материнські та батьківські форми для отримання чотирьохлінійного гетерозисного гібрида Отримання материнської форми шляхом схрещування чоловічостерильної форми із закріплювачами стерильності, одержання батьківського компонента шляхом схрещування самозапильних ЛІНІЙ, створення МІЖЛІНІЙНОГО гібрида шляхом схрещування материнського та батьківського компонентів є спільними суттєвими ознаками відомого способу та винаходу Однак на відміну від винаходу, використання цього способу не забезпечує зниження витрат праці та матеріальних витрат в зв'язку з тим, що схрещування материнського та батьківського компонентів для отримання запилювача, схрещування материнської форми із запилювачем для отримання МІЖЛІНІЙНОГО гібрида, відбір гібридних рослин запилювача за маркерною ознакою, який відрізняється тим, що як батьківський компонент запилювача використовують форму, в яку шляхом беккросувань вводять домінантний ген Н1 в гомозиготному стані, що обумовлює опушеність листкового апарата, і за цією морфологічною маркерною ознакою проводять відбір гібридних рослин запилювача при використання явища генної (ядерної) чоловічої стерильності необхідно відбраковувати 50% рослин лінії до початку ЦВІТІННЯ материнської форми, що знижує вихід гібридного насіння і таким чином значно ускладнює, подовжує та здорожує селекційний процес Відомий спосіб створення МІЖЛІНІЙНИХ гібридів цукрових буряків (Балков И Я ЦМС у сахарной свеклы — М Агропромиздат —1990 —239с), в якому схрещують однонасінну чоловічостерильну форму з неспорідненими закріплювачами стерильності для отримання материнського компонента Для одержання батьківського компонента схрещують ЛІНІЮ з цитоплазматичною чоловічою стерильністю з ЛІНІЄЮ - відновлювачем фертильності Потім схрещують материнські та батьківські форми для отримання чотирьохлінійного гетерозисного гібрида Отримання материнської форми шляхом схрещування чоловічостерильної форми із закріплювачами стерильності, одержання батьківського компонента шляхом схрещування самозапильних ЛІНІЙ, створення МІЖЛІНІЙНОГО гібрида шляхом схрещування материнського та батьківського компонентів є спільними суттєвими ознаками відомого способу та винаходу Однак на відміну від винаходу, використання цього способу не забезпечує зниження витрат праці та матеріальних витрат в зв'язку з тим, що створення відновлювачів фертильності є складним та дуже трудомістким процесом, так як рослини відновлювачі фертильності зустрічаються з часто 1 СО о> Ю 59137 тою яка не перевищує 1,5 - 3%, що значно ускладнює і подовжує селекційний процес Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб отримання МІЖЛІНІИНИХ гібридів, який базується на комплементарній взаємодії генів, які обумовлюють маркерне забарвлення листя цукрових буряків (АС СССР 1340673 кл А01Н 1/04 — Парий Ф Н , Шевцов И А , Руденко Н М Кондратенко Н В Способ получения межлинейных гибридов сахарной свеклы — 1987), який полягає в тому, що схрещують однонасінну чоловічостерильну форму з неспорідненими закріплювачами стерильності для отримання материнського компонента Для одержання батьківського компонента схрещують дві ІНШІ самозапильні лінії Потім схрещують материнські та батьківські форми для отримання чотирьохлінійного гетерозисного гібрида Для здійснення цього способу спочатку створюють простий міжлінійний гібрид, який буде в подальшому використаний як батьківський компонент гетерозисних гібридів Для його отримання залучають лінії, в які попередньо шляхом багаторазових беккросувань вводять алелі генів, які контролюють забарвлення листя, та алелі генів розподілу забарвлення Red hypokotyl (R) - червоний ппокотиль, Colored leaf (СІ) - забарвлений лист, Treat leaf (Tr) - форелевий лист, Colored veins (Cv) - забарвлені жилкі листків, Colored centre (Cc) забарвлений центр Схрещування проводять таким чином, щоб одна частина ЛІНІЙ мала рецесивний ген забарвлення та домінантні алелі генів розподілу забарвлення, а інша частина ЛІНІЙ навпаки - домінантний ген забарвлення та рецесивні алелі генів розподілу забарвлення Дане сполучення генів забезпечує зелений колір листя Від схрещування таких ЛІНІЙ одержують гібридне потомство з червоним листям, яке і використовують як батьківську форму Отримання материнської форми шляхом схрещування чоловічостерильної форми із закріплювачами стерильності, одержання батьківського компонента шляхом схрещування самозапильних ЛІНІЙ, введення в селекційні матеріали генів, які контролюють морфологічні ознаки у буряків, використання генетичних маркерів, створення МІЖЛІНІИНИХ гібридів шляхом схрещування материнського та батьківського компонентів є спільними суттєвими ознаками відомого способу та винаходу Однак, на відміну від винаходу ці суттєві ознаки не забезпечують зниження витрат праці та матеріальних витрат в зв'язку з тим, що в цьому способі необхідно вводити не менше чотирьох генів в обидва компоненти схрещування, що значно ускладнює, подовжує та здорожує селекційний процес В основу винаходу поставлена задача вдосконалити спосіб отримання МІЖЛІНІИНИХ гібридів цукрового буряка шляхом використання маркерної ознаки опушеності листкового аппарата та спрощення селекційного процесу і таким чином зменшення затрат для його виконання Поставлена задача вирішується тим, що в способі створення МІЖЛІНІИНИХ гібридів цукрових буряків, який включає схрещування чоловічостерильної форми із закріплювачем стерильності для отримання материнської форми, схрещування материнського та батьківського компонентів для отримання запилювача, схрещування материнської форми із запилювачем для отримання МІЖЛІнійного гібрида, відбір гібридних рослин запилювача за маркерною ознакою, ВІДПОВІДНО ДО винаходу як батьківський компонент запилювача використовують форму в яку шляхом беккросувань вводять домінантний ген НІ в гомозиготному стані, що обумовлює опушеність листкового апарата і за цією морфологічною ознакою проводять відбір гібридних рослин запилювача Запропонований спосіб характеризується такими суттєвими ознаками схрещування чоловічостерильної форми із закріплювачем стерильності для отримання материнської форми, схрещування материнського та батьківського компонентів для отримання запилювача, аналіз гібридного потомства запилювача за ознакою батьківського компонента - опушеністю листкових пластинок, введенням шляхом беккросувань маркерного гена НІ в гомозиготному стані в батьківський компонент запилювача, схрещування материнської форми із запилювачем для отримання міжлінійного гібрида, відбір МІЖЛІНІИНИХ гібридів за домінантним геном НІ, який обумовлює опушеність листкового апарата На відміну від прототипу, який передбачає введення не менше чотирьох генів в батьківський компонент схрещування, що значно ускладнює, подовжує та здорожує селекційний процес, при здійсненні запропонованого способу необхідно ввести лише один маркерний домінантний ген в батьківську форму запилювача Новою, ВІДМІННОЮ від прототипу ознакою, є створення МІЖЛІНІИНИХ гібридів цукрових буряків за допомогою маркерного гена НІ, який обумовлює нову морфологічну ознаку - опушеність листкових пластинок Вона виявляється у рослин першого та другого років життя на всіх стадіях онтогенезу, що дозволяє аналізувати селекційні матеріали на всіх етапах вегетації та підвищує надійність та ефективність створення МІЖЛІНІИНИХ гібридів цукрових буряків Введенням, шляхом беккросувань, лише одного маркерного домінантного гена НІ в батьківську форму запилювача забезпечується скорочення і спрощення селекційного процесу і таким чином зменшуються матеріальні затрати для його виконання Це стало можливим здійснити на основі даних, які були одержані в результаті проведення попередніх досліджень З церкоспоростійких матеріалів нами вперше виділені мутантні форми третього-п'ятого поколінь інбридингу з незвичною для культурних буряків ознакою, а саме опушеністю листкових пластинок Вона починає виявлятися вже з появою справжнього листя і зберігається протягом усього періоду онтогенезу Гібридологічний аналіз виявив, що всім рослинам першого гібридного покоління притаманна ознака опушеності листкового апарату, що свідчить про її домінантний характер Рослини другого гібридного покоління представлені опушеними і неопушеними формами у співвідношенні 3 1 ВІДПОВІДНО, що властиве розщепленню при моногенному контролі ознаки (таблиця ) Даному гену був наданий символ НІ (Hairy leaf) 59137 Таблиця Успадкування ознаки опушеності листкової пластинки в гібридних потомствах Fi і F2 у цукрового буряка КІЛЬКІСТЬ рослин, шт Комбінація схрещування (лінії) Всього виФактично отримано вчено росопушене листя гладке листя лин 15-47x27-45 Fi F2 15-28x27-45 Fi F2 15-54x27-45 Fi F2 15-96x27-45 Fi F2 Теоретично очікуване опушене листя гладке листя г 2 98 205 98 151 54 154 51 0,28 142 118 142 86 32 88 ЗО 0,28 166 134 166 96 38 100 34 0,81 208 148 208 107 41 111 37 0,57 Таким чином встановлено, що опушеність листкових пластинок рослин цукрових буряків має домінантний характер при моногенному типі успадкування Оскільки ознака опушеності листкової пластинки у цукрових буряків контролюється моногенно, має домінантний характер і проявляється вже на ранніх етапах вегетації, вона може бути використана в якості нового морфологічного маркера при створенні міжлінійних гібридів Спосіб здійснюється наступним чином відбирають високопродуктивні чотирьохлінійні гібриди Отримують батьківський компонент запилювача, вводячи шляхом беккросувань домінантний ген НІ, який обумовлює опушеність листкового апарата Для проведення насичуючих схрещувань використовують продукти беккроса, які відбирають за морфологічною ознакою На кінцевому етапі насичуючих схрещувань проводять розмноження і відбір рослин, які мають ген НІ в гомозиготному стані Проводять схрещування материнського та батьківського компонентів Збирають насіння з материнського компонента Висівають насіння материнського компонента і відбраковують непбридні форми за відсутністю маркерної ознаки Опушені гібридні рослини використовують для запилення чоловічостерильної материнської форми Для цього попередньо проводять схрещування чоловічостерильної форми із закріплювачем стерильності для отримання материнської форми Для отримання МІЖЛІНІИНОГО гібрида стерильну материнську форму схрещують із відібраними опушеними рослинами запилювача Збирають насіння з чоловічостерильної материнської форми Отримане гібридне насіння МІЖЛІНІИНОГО гібрида використовують для промислових ПОСІВІВ Приклад (А х В) х (С х Д), де А - чоловічостерильна форма, В - закріплювач стерильності, С материнський компонент запилювача, Д - батьківський компонент запилювача, підготовлений шля хом беккросних схрещувань з маркерною ознакою опушеності листкового апарата (А х В) - материнська чоловічостерильна форма МІЖЛІНІИНОГО гібрида (С х Д) - батьківська форма МІЖЛІНІИНОГО гібрида Після схрещування С х Д насіння збирають з форми С, його висівають і відбраковують за відсутністю опушення непбридні рослини Опушені рослини - є гібридами (С х Д) і використовуються для отримання МІЖЛІНІИНОГО гібрида за схемою (А х В) х(СхД) Порівняльний аналіз заявленого винаходу з прототипом показав, що заявлений спосіб відрізняється новими суттєвими ознаками, які полягають втому, що створення МІЖЛІНІЙНИХ гібридів цукрового буряка здійснюють за допомогою лише одного гена НІ, який обумовлює опушеність листкового апарата Введення домінантного гена спрощує селекційний процес в зв'язку з тим, що він проявляється вже в першому гібридному ПОКОЛІННІ Введення шляхом беккросувань тільки одного маркерного гена НІ в батьківський компонент запилювача забезпечує скорочення селекційного процесу і таким чином зменшення матеріальних затрат для його виконання Заявлений спосіб створення МІЖЛІНІЙНИХ гібридів цукрових буряків шляхом використання нового домінантного гена НІ дозволяє чітко ідентифікувати міжлінійні гібриди на будь-якій стадії онтогенезу Забезпечує високу надійність добору гібридних рослин і надає можливість відбраковувати всі непбридні форми чим і обумовлена ефективність його застосування Використання одного маркерного гена значно скорочує і спрощує селекційний процес і таким чином зменшує матеріальні затрати для його виконання Може бути використаний для забезпечення високої ефективності і надійності створення МІЖЛІНІЙНИХ гібридів в гетерозисній селекції та насінництві цукрових буряків 59137 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписано до друку 05 09 2003 Тираж 39 при м Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна