Спосіб розширення спектра генотипової мінливості

1. Спосіб розширення спектра генотипової мінливості у пасльонових рослин, згідно з яким схрещують материнську лінію з 9 батьківськими формами, рослини одержаних гібридів F1 вирощують в умовах вологозабезпечення на рівні 45% від повного вологозабезпечення та густоті 1,5х1,5 2х2см, а при досягненні 25% рослин стадії мейозу серед сукупності гібридних комбінацій добирають F1 з різною онтогенетичною пристосованістю, який відрізняє ться тим, що гібридні комбінації добирають за проявом частоти порушень мейозу та частоти хіазм на мейоцит, а у низькопристосова C2 2 (19) 1 3 80143 виключно перших плодів, без чіткого аналізу генетичних механізмів формування потенційної генотипової мінливості у межах пуп'янків окремих ярусів вертикальної закладки та добору генеративних органів, що формують найвищі її запаси. Застосування реципрокних схрещувань з метою зниження селективної елімінації слабозбалансованих рекомбінантних гамет також стає певним недоліком, тому що істотно підвищує кількість додаткових варіантів, що вимагають прямої оцінки розщеплюваних популяцій. В основу винаходу покладено задачу в способі розширення спектру генотипової мінливості шляхом проведення добору гетерозигот F1 з високою потенційною генотиповою мінливістю на основі викриття механізмів її формування. Поставлена задача розв'язується за рахунок добору гібридних комбінацій з низькою онтогенетичною пристосованості за проявом порушень мейозу, ідентифікації у рослин даної комбінації ярусу закладки генеративних органів, які формують найвищу потенційну генотипові мінливість та її реалізацію у доступну за рахунок використання F2, що одержано з насіння плодів зазначеного ярусу з попередньою обробкою пуп'янків розчином нікотіанозиду. Винахід відрізняється від найближчого аналога за наступними ознаками: - ідентифікацією гібридів F1 з низькою онтогенетичною пристосованістю за проявом максимальної частоти порушень на стадіях І й особливо II поділів мейозу; - визначенням та використанням для одержання плодів ярусу вертикальної закладки генеративних органів на рослині, який формує максимальну потенційну генотипові мінливість, за найбільшою частотою інтерстиціальних хіазм і нетипових бівалентів; - обробкою пуп'янків ярусу вертикальної закладки генеративних органів на рослині, який формує максимальну потенційну генотипові мінливість, 0,04% розчином нікотіанозиду; - використанням для вирощування рослин одного строку посіву. Причинно-наслідкові зв'язки заходів, що вживаються, полягають у наявності значних запасів потенційної генотипової мінливості у гібридів з низькою онтогенетичною пристосованістю, які мають підвищену частоту порушень на стадіях І й особливо II поділів мейозу [3] (Таблиця 1), а також 4 високу частоту інтерстиціальних хіазм і нетипових бівалентів [4], що є безпосередніми механізмами її формування. При цьому значення наведених показників істотно варіюють у межах репродуктивної системи, а генеративні органи (пуп'янки) з найбільшими значеннями частоти інтерстиціальних хіазм і нетипових бівалентів формують найбільшу потенційну генотипову мінливість у порівнянні з іншими [4]. Таким чином, при використанні для одержання F2 насіння плодів, що сформувалися з даних пуп'янків, є можливість одержання більшої різноманітності за кількісними ознаками (Таблиця 2, 3). Але в цьому випадку частина потенційної генотипової мінливості не реалізується у доступну внаслідок селективної елімінації рекомбінантів. Тому для її вивільнення застосовують обробку пуп'янків 0,04% розчином нікотіанозиду, який стимулює розвиток незбалансованих гамет і зигот [5] (Таблиця 4). Таким чином, спосіб, який полягає у комплексному використанні наведених вище ефектів та заходів дозволяє у порівнянні з найближчим аналогом підвищити ефективність селекційного процесу за рахунок скорочення у 2-3 рази польових досліджень F2 та позбавлення необхідності тривалого використання вегетаційних споруд. Приклад. Набір з 9 гібридів F1 вирощують в посудинах Вагнера при густо ті 1,5´1,5 або 2´2см і водозабезпеченні 45% ПВ. Під час вступ у 25% рослин в стадію мейозу їх вибирають з ґрунтового субстрату, оцінюють за комплексом морфостатистичних параметрів і за прийнятими найбільшими і найменшими середніми значеннями ознак відбирають комбінації з високою й низькою конкурентноздатністю. В подальшому низько- і високопристосовані гібриди оцінюють за проявом частоти порушень мейозу на стадіях І й особливо ІІ поділів. В межах генеративних органів послідовних ярусів вертикальної закладки на рослині досліджують частоту інтерстиціальних і термінальних хіазм. Пуп'янки тих же ярусів обробляють перед цвітінням 0,04% розчином нікотіанозиду. Після повної цитологічної оцінки розподілу хіазм у межах репродуктивної системи рослини визначають ярус, пуп'янки якого мали найвищу частоту інтерстиціальних хіазм й нетипових бівалентів. З плодів, які сформувалися в межах даного ярусу, виділяють насіння. F2 досліджують у польових умовах. 5 80143 6 Таблиця 1 Частота порушень мейозу у гібридів F1 з різною онтогенетичною пристосованістю F1 І поділ дослідз них жено з порушенклітин нями 9В 2Н 291 419 5 8 1В 2Н 1357 1269 48 91 Число клітин (%) з порушеннями мейозу II поділ % дослідз них % дослідпоружено з порупоружено шень клітин шеннями шень клітин баклажан 1,71 272 1 0,37 698 2,03 419 8 1,90* 838 томат 3,54 1083 56 5,19 2440 7,18* 998 83 8,30* 2267 І й II поділи з них % з порупорушень шеннями 6 16 0,86 1,79* 213 351 8,73 15,48* Примітки: 1. В,Н - низько- й високопристосовані гібриди F1 2. * - відмінності достовірні при р менше 0,05 Таблиця 2 Зв'язок частоти інтерстиціальних хіазм і нетипових бівалентів з показниками мінливості ознаки „маса плодів на рослині" в F2 F1 29 7 34 № ярусу Кількість нетипових бівалентів (типу «8») в F 1 1 2 1 2 1 2 0,97±0,13* 0,45±0,10 0,36±0,10* 0,12±0,03 0,20±0,09 0,43±0,05* Мінливість ознаки „маса плодів" на рослині в F2 % рослин з проявом lim max, г ознаки на рівні позидисперсія тивної трансгресії 131000* 1750 2,5* 31000 750 0 65800* 1500 6* 20130 750 0 28500 1000 3,4 12000* 1200 10,0* Частота інтерстиціальних хіазм в F1 5,24±0,33* 3,85±0,32 2,81±0,15* 2,14±0,10 3,90±0,30 5,30±0,13* Примітки: 1. 29, 7, 34 - низькопристосовані комбінації схрещування 2. * - відмінності достовірні при р менше 0,05 Таблиця 3 Зв'язок частоти інтерстиціальних хіазм і нетипових бівалентів з показниками мінливості ознаки „кількість плодів на рослині" в F2 F1 29 7 34 № ярусу Кількість нетипових бівалентів (типу «8») в F 1 Частота інтерстиціальних хіазм в F1 1 2 1 2 1 2 0,97±0,13* 0,45±0,10 0,36±0,10* 0,12±0,03 0,20±0,09 0,43±0,05* 5,24±0,33* 3,85±0,32 2,81±0,15* 2,14±0,10 3,90±0,30 5,30±0,13* Мінливість ознаки „кількість плодів на рослині" в F2 % рослин з проявом ознаки на рівні дисперсія lim max, г позитивної трансгресії 1,60* 5 2,9* 0,68 3 0 3,1* 7 20* 2,2 5 0 1,37 3,4 0 2,53* 13,18* 3,3* Примітки: 1. 29, 7, 34 - низькопристосовані комбінації схрещування 2. * - відмінності достовірні при р менше 0,05 7 80143 8 Таблиця 4 Вплив обробки пуп'янків F1 0,04% розчином нікотіанозиду на мінливість господарсько-цінних ознак в F2 F1 4 5 Наявність обробки + + Мінливість ознаки „маса плодів на рослині" в F2 % рослин з проявом ознаки дисперсія lim max, г на рівні позитивної трансгресії 9213 250 0 23000* 500 4,7* 24500 500 0 27236* 700 2,7* Мінливість ознаки „кількість Плодів на рослині" в F2 % рослин з проявом дисперсія lim max, г ознаки на рівні позитивної трансгресії 0,33 3 0 2,05* 6 7,6* 1,43* 5 2,7 3,13* 7 14,3* Примітки: 1. 4, 5 - низькопристосовані комбінації схрещування 2. * - відмінності достовірні при р менше 0,05 Література 1. Пат. 20795 А України. МПК 6А 01 Н 1/04. Спосіб розширення спектру генотипової мінливості: Самовол О.П., Жученко О.О. (RU), Кінтя П.К. (MD), Жученко О.О. (мол.) (RU). - №95031037; Заявл. 6. 03. 95: Оп убл. 27. 02. 98, Бюл. №1. - 6с 2. Пат. 49947 України. МПК 7А 01 Н 1/04. Спосіб підвищення рівня рекомбінаційної і розширення спектру генотипової мінливостей: Пат. 46944А України, МПК А01Н 1/04 Самовол О.П., Юрченко 6.П., Монтвід П.Ю., Жученко А.А. (мол.) (RU), Ж.П. Данаїлов (BG). - № 2000052531; Заявл. 04.05.2000: Опубл. 17.06.2002, Бюл. №6. - 6с 3. Монтвид П.Ю., Самовол А.П., Ша хбазов В.Г., Чепель Л.М. Связь частоты нарушений мейо Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова за и биоэлектрических свойств клеточного ядра у гетерозигот F1 баклажана с разной онтогенетической приспособленностью // Вісник проблем біології і медицини. - 2002, №9 -10. - С.21-25. 4. Монтвід П.Ю., Самовол О.П. Розподіл частоти хіазм за ярусами вертикальної закладки генеративних органів у гібридів F1 баклажана з різною онтогенетичною пристосованістю // Біологія і валеологія. - 2002. - Вип. 5. – С.88-94. 5. Самовол А.П., Кинтя П.К., Пасат Л.Е. Роль биологически активных веществ в расширении спектра генотипической изменчивости / Тез. научн. матер. VI съезда генетиков и селекционеров Молдавии. - Кишинёв. - 1992. – С.47-49. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601