Спосіб створення закріплювачів стерильності цукрових буряків

Спосіб створення закріплювачів стерильності цукрових буряків, що включає схрещування рослин із господарсько цінними ознаками, відбір справжніх гібридів та їх розмноження для отри Винахід відноситься до сільського господарства і може бути використаний в гетерозисній селекції цукрових буряків для забезпечення високої ефективності і надійності створення та добору закріплювачів стерильності (запилювачів О-типу) В селекції та насінництві буряків для створення гетерозисних гібридів на основі цитоплазматичної чоловічої стерильності (ЦЧС) особливе значення мають закріплювачі стерильності (ЗС), за допомогою яких проводиться розмноження чоловічостерильних форм материнського компонента гібридів Відомий спосіб створення закріплювачів стерильності цукрових буряків (Неговский М О , Сливченко В М Самосовместимость и самонесовместимость некоторых сортов // Сахарная свекла — 1975 — № 2 — С 31 - 32), який дозволяє створювати однонасінні самофертильні запилювачі Отипу шляхом відбору з однонасінних популяцій самофертильних рослин та подальшого їх схрещування із стерильними біотипами для визначення закріплюючої здатності Схрещування чоловічостерильних (ЧС) форм з кандидатами у закріплювачі стерильності, аналіз гібридного потомства за ознакою стерильність - фертильність та відбір за його результатами закріплювачів стерильності є спільними суттєвими ознаками відомого способу та винаходу Однак, на відміну від винаходу ці ознаки не забезпечують підвищення ефективності створення ЗС та зниження матеріальних витрат в зв'язку з мання рослин-кандидатів в закріплювачі стерильності, схрещування чоловічостерильних форм з рослинами-кандидатами у закріплювачі стерильності, аналіз гібридного потомства за ознакою стерильність-фертильність та відбір за його результатами закріплювачів стерильності, який відрізняється тим, що як батьківську форму при створенні закріплювача стерильності використовують рослини-закріплювачі стерильності з маркерною ознакою опушеності листкового апарата, яка контролюється домінантним алелем Н1і гена Н1 тим, що в результаті використання цього способу можливо отримати не більше ніж 0,1 - 0,15% закріплювачів стерильності Відомий спосіб створення закріплювачів стерильності цукрових буряків (Бабьяж И О Создание опылителей О-типа // Сахарная свекла —1983 — № 1 — С 30 - 31 ), який дозволяє виділяти ЗС із самостерильних популяцій цукрових буряків шляхом створення спочатку запилювачів, гетерозиготних за одним із генів закріплення стерильності (X або Z), з метою підвищення концентрації рецесивних алелів цих генів у вихідних популяціях, подальшого трьохкратного добору для створенням вихідного матеріалу, з якого виділяють ЗС Схрещування чоловічостерильних форм з кандидатами у закріплювачі стерильності, аналіз гібридного потомства за ознакою стерильність - фертильність та відбір за його результатами закріплювачів стерильності є спільними суттєвими ознаками відомого способу та винаходу Однак, на відміну від винаходу ці ознаки не забезпечують підвищення ефективності створення ЗС та зниження матеріальних витрат в зв'язку з тим, що поперше, самостерильні популяції неможливо розмножувати шляхом суворого самозапилення, а подруге, для підвищення концентрації необхідних генів проводять сестринські схрещування, що дуже подовжує процес накопичення таких генів Тому спосіб малоефективний в силу незначної частоти зустрічаєм ості ЗС і необхідності проведення повторних доборів 00 СО Ю 59138 Відомий спосіб створення закріплювачів стерильності цукрових буряків (Шевцов И А , Парий Ф Н , Лялько И И Характеристика инбредных линий сахарной свеклы по их реакции на ЦМС // Цитология и генетика —1986 — Т 20, № 5 — С 365 - 369) в якому стерильні материнські рослини схрещують з лініями-кандидатами в закріплювачі стерильності і після аналізу нащадків таких схрещувань відбирають лінії, здатні закріплювати стерильність Схрещування ЧС форм з кандидатами у закріплювачі стерильності, аналіз гібридного потомства за ознакою стерильність - фертильність та відбір за його результатами закріплювачів стерильності є спільними суттєвими ознаками відомого способу та винаходу Однак, на відміну від винаходу ці ознаки не забезпечують підвищення ефективності створення ЗС та зниження матеріальних витрат в зв'язку з тим, що в цьому способі пошук закріплювачів стерильності проводять серед великої КІЛЬКОСТІ самозапильних ЛІНІЙ, В ЯКИХ частота зустрічальності ЗС не перевищує 3 - 5 ВІДСОТКІВ Крім того, при визначенні ознаки стерильність-фертильність необхідно проводити аналіз всіх сімей гібридних потомств або їх репрезентативних вибірок Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб створення закріплювачів стерильності цукрових буряків (Ошевнев В П , Черепухин Э И, Балков И Я Способ получения односемянных самофертильных опылителей О-типа у сахарной свеклы Описание изобретений к авторскому свидетельству // Бюл № 7 — 23 02 1983) Для ефективного здійснення цього способу проводять схрещування однонасінних самостерильних рослин з багатонасінним самофертильним закріплювачем стерильності, самозапилюють гібридне потомство і серед його нащадків відбирають однонасінні самофертильні рослини, які знову самозапилюють і схрещують з чоловічостерильною формою Проводять аналіз гібридних потомств за ознакою стерильність - фертильність за результатами якого відбирають закріплювачі стерильності Схрещування материнських форм із закріплювачами стерильності, аналіз гібридного потомства за ознакою стерильність - фертильність та відбір за його результатами закріплювачів стерильності є спільними суттєвими ознаками відомого способу та винаходу Однак, на відміну від винаходу ці ознаки не забезпечують підвищення ефективності створення ЗС та зниження матеріальних витрат в зв'язку з тим, що для здійснення цього способу необхідно спочатку отримати самофертильні багатонасінні закріплювачі стерильності, а потім на їх основі вже створювати однонасінні Проте відомо, що виділення багатонасінних закріплювачів стерильності з популяції здійснюється так же важко, як і однонасінних Тому використання цього способу значно ускладнює та подовжує селекційний процес В основу винаходу поставлена задача вдосконалити спосіб створення закріплювачів стерильності цукрових буряків шляхом використання маркерної ознаки опушеності листкового аппарата та раніше встановленого зв'язку цієї ознаки з підвищеною закріплюючою здатністю матеріалів - носив даної ознаки, спрощення селекційного процесу і таким чином зменшення витрат для його виконання Поставлена задача вирішується тим, що в способі створення закріплювачів стерильності цукрових буряків, який включає схрещування рослин із господарсько-цінними ознаками, відбір справжніх гібридів та їх розмноження для отримання рослин - кандидатів в закріплювачі стерильності, схрещування чоловічостерильних форм з рослинами - кандидатами у закріплювачі стерильності, аналіз гібридного потомства за ознакою стерильність-фертильність та відбір за його результатами закріплювачів стерильності, ВІДПОВІДНО ДО винаходу як батьківську форму при створенні закріплювача стерильності використовують рослини - закріплювачі стерильності з маркерною ознакою опушеності листкового апарата, яка контролюється домінантним алелем Hh гена НІ Запропонований спосіб характеризується такими суттєвими ознаками схрещування рослин із господарсько-цінними ознаками, відбір справжніх гібридів та їх розмноження для отримання рослин - кандидатів в закріплювачі стерильності, відбір справжніх гібридів за ознакою опушеності листкового апарата, яка контролюється домінантним алелем гена НІ, схрещування чоловічостерильних форм з рослинами - кандидатами у закріплювачі стерильності, аналіз гібридного потомства за ознакою стерильність-фертильність та відбір за його результатами закріплювачів стерильності На відміну від прототипу де спочатку треба створити багатонасінні самофертильні ЗС і вже на їх основі отримувати однонасінні закріплювачі стерильності, при здійсненні заявленого способу не треба створювати нових матеріалів, що значно скорочує селекційний процес, відбір справжніх гібридів за ознакою опушеності значно спрощує процес відбору гібридних рослин і таким чином зменшуються матеріальні витрати на його виконання Новою, ВІДМІННОЮ від прототипу ознакою є те, що як батьківську форму при створенні закріплювача стерильності використовують рослинизакріплювачі стерильності з маркерною ознакою опушеності листкового апарата, яка контролюється домінантним алелем Hh гена НІ Для його виконання не треба створювати самофертильні багатонасінні ЗС, що значно спрощує та скорочує селекційний процес і таким чином забезпечує зменшення матеріальних затрат для його виконання Це стало можливим здійснити на підставі даних, одержаних в результаті попередніх досліджень З колекції інбредних ЛІНІЙ нами вперше виділені мутантні форми третього-п'ятого поколінь інбридингу з незвичною для культурних буряків ознакою - опушеністю листкових пластинок Вона починає проявлятися вже з появою справжнього листя і зберігається протягом усього періоду онтогенезу При дослідженні цих ЛІНІЙ за реакцією на ЦЧС було встановлено, що всі лінії з опушеністю листового апарата (15-47, 15-96, 15-54) мають високу закріплюючу здатність, в той час, як у ЛІНІЙ, рослини яких мали звичайний листковий апарат, закріплююча здатність була на рівні 1,4 - 75,8% (табл 1) 59138 Таблиця 1 Аналіз розщеплення потомств закріплюючих схрещувань ЧС форми КС0081 з ЛІНІЯМИ - кандидатами в запилювачі О-типу Комбінація схрещування ЧСх 15-47 ЧСх 15-96 ЧСх 15-54 ЧС х 57-1 ЧС х 48-83 ЧС х 55-37 ЧСх 55-184 ЧСх 49-10 КІЛЬКІСТЬ вивчених рослин, шт 170 118 120 120 145 160 102 140 ЧС 98 96,8 85,8 75,8 69,6 31,2 23,5 1,4 В подальшому було з'ясовано, що рослини лінії 15-47 з максимальним проявом ознаки опушеності листкового апарата, що контролюється домінантним алелем Hh гена НІ є універсальними закріплювачами стерильності і закріплюють стерильність у неспоріднених ЧС форм на відміну від інших ЛІНІЙ, які є специфічними запилювачами Отипу (табл 2) Таким чином встановлено, що рослини лінії 15-47 з максимальним проявом ознаки опушеності листкового апарата є універсальними закріплювачами стерильності і можуть використовуватися при створенні нових запилювачів О-типу Спосіб здійснюється наступним чином схрещують рослини з цінними біологічними та господарськими ознаками (материнська форма) з рослинами, які несуть домінантний алель Hh гена НІ (батьківська форма), з материнської форми збирають насіння, висівають і серед вирощених рослин за маркерною ознакою опушеності листкового апарата відбирають справжні гібриди, проводять їх розмноження з наступним самозапиленням, потім схрещують отримані кандидати в закріплювачі стерильності із ЧС формами, аналізують отримане Розщеплення потомств, % Уз ЧС І Уз ЧС II Фертильні 4,2 4,8 1,8 3,2 14,2 183 22,8 68,8 46,1 25,7 1,7 2,8 4,9 8,6 25,5 64,3 потомство за ознакою стерильність - фертильність і відбирають запилювачі, що максимально закріплюють стерильність у материнського компонента схрещувань Порівняльний аналіз заявленого винаходу з прототипом показав, що заявлений спосіб відрізняється новими суттєвими ознаками, які полягають у тому, що створення закріплювачів стерильності здійснюють за допомогою форм, маркованих домінантним алелем Hh гена НІ, для його виконання не треба створювати самофертильні багатонасінні ЗС і вже на їх основі одержувати закріплювачі, що значно спрощує та скорочує селекційний процес і таким чином забезпечує зменшення матеріальних затрат для його виконання Запропонований спосіб дозволяє отримувати біля 50% закріплювачів стерильності Заявлений спосіб створення закріплювачів стерильності у цукрових буряків шляхом використання матеріалів маркованих домінантним алелем Hh гена НІ дозволяє чітко ідентифікувати справжні гібриди на будь-якій стадії онтогенезу і з високим ступенем надійності відбирати закріплювачі Таблиця 2 Аналіз лінії 15-47 за реакцією на ЦЧС Комбінація схрещування Генерація FiBCi FiBC; FiBCi FiBC; F1BC1 FiBC; F1BC1 FiBC; Втому числі, % КІЛЬКІСТЬ проана лізованих рослин, шт 196 110 90 118 94 150 112 150 110 140 86 118 ЧС Уз ЧС 97,4 2,6 18,2 81,8 98,9 96,8 89,4 88,0 92,3 80,0 79,8 98,3 83,7 98,4 1,1 3,2 4,4 12,0 7,7 12,0 20,2 1,7 16,3 1,6 УзЧС 6,2 8,0 Теоретично очікуване 100 0 75 25 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 75 25 100 0 100 0 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,04 1,22 0,02 0,16 1,1 4,4 0,59 4,00 1,12 0,02 2,66 0,02 59138 Продовження таблиці 2 Комбінація схрещування КІЛЬКІСТЬ проана Генерація Теоретично очікуване Втому числі, % Fi J i - * "~ ' \хк/7 лізованих рослин, шт 63 85,7 6,4 7,9 100 0 0 F1BC1 97 85,6 12,3 2,1 100 0 0 2 г 2,04 2,07 Примітка % теоретичне = 6,0 (при Р = 0,95) стерильності чим і обумовлена ефективність його використання Забезпечує високу надійність створення закріплювачів стерильності рослин і надає можливість відбраковувати всі непбридні форми чим і обумовлена ефективність його застосування Використання матеріалів з одним маркерним геном значно скорочує і спрощує селекцій Комп'ютерна верстка А Крулевський ний процес і таким чином зменшує матеріальні затрати для його виконання Може бути використаний для забезпечення високої ефективності і надійності створення закріплювачів стерильності в гетерозисній селекції та насінництві цукрових буряків Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим 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