Спосіб контролю гібридності рослин

Реферат: Спосіб контролю гібридності рослин включає контроль гібридності за фенотипом рослин. Для спрощення контролю гібридності материнську форму запилюють батьківською формою із генами стійкості до гербіциду із діючою речовиною фосфінотрицин або гліфосат, і після обробки рослин гербіцидом проводять контроль гібридності. UA 90913 U (12) UA 90913 U UA 90913 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, зокрема селекції, і може застосовуватися в селекції і насінництві рослин для підвищення продуктивності промислових гібридів сільськогосподарських культур. Відомий спосіб контролю гібридності рослин шляхом апробації посівів та польових обстежень на ділянках гібридизації. Складна система польових обстежень та контролю за проведенням польових обстежень направлена на ідентифікацію та видалення фертильних рослин серед стерильних форм. У випадку, коли при польових обстеженнях кількість фертильних та напівфертильних форм рослин виявиться більше допустимої норми, ділянки вибраковують із переліку насіннєвих [Методические указания по производству гібридних и сортових семян кукурузы. - Μ.: Колос, 1976. - 168 с]. Недоліком даного способу є зниження продуктивності гібридів першого покоління за рахунок фертильних домішок на ділянках гібридизації, що пов'язано зі складністю контролю за стерильністю-фертильністю, і у зв'язку з низькою ефективністю польових обстежень та неможливістю контролю генетичного засмічення стерильних форм. Окрім цього, за допомогою даного способу лише визначають повноту стерильності та проводять (чи не проводять) вибраковку ділянок із переліку насіннєвих, а якісно впливати на гібридність наступного покоління неможливо. Відомий аналог способу контролю гібридності рослин з використанням електрофорезу. Складна система ідентифікації за допомогою методів білкових маркерів, які ґрунтуються на генетичній обумовленості синтезу білків, що дозволяє використовувати їх, як специфічні індикатори генотипу, застосовується для визначення гібридності рослин [Рудишин С.Д. Методичні рекомендації по виділенню і електрофоретичному розділенню легкорозчинних білків і пероксидази рослин. - Вінниця: Препринт ВДСГІ, 1995. - 11 с]. Недоліком цього способу є затратний і досить тривалий процес проведення електрофорезу у спеціалізованих біохімічних лабораторіях із використанням багатьох хімічних препаратів для проведення аналізу. Найближчим аналогом є контроль гібридності рослин кукурудзи за забарвленням зернівок, який включає контроль гібридності за забарвленням зернівки фотоелектричним шляхом, що забезпечує підвищення продуктивності промислових гібридів за рахунок використання лише гібридних форм [Парий Ф.Н. А. с 923474 (СССР). Способ получения гибридных семян кукурузы// Опубл. в Б.И. - 1982. - № 16]. Найближчий аналог і корисна модель, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: запилення материнської форми, яка не має маркерного гена батьківською формою із маркерним геном і контроль гібридності за маркерним геном. Недоліком найближчого аналога є необхідність розділення зернівок за забарвленням, на що затрачають додатковий час та необхідність використання спеціальних фотоелектричних машин. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб контролю гібридності рослин та підвищення продуктивності промислових гібридів завдяки використання лише гібридних форм, шляхом контролю гібридності після обробки рослин гербіцидом, що забезпечує спрощення контролю гібридності. Поставлена задача вирішується тим, що для спрощення контролю гібридності материнську форму запилюють батьківською формою із генами стійкості до гербіциду із діючою речовиною фосфінотріцин або гліфосат і, після обробки рослин гербіцидом проводять контроль гібридності. Материнська форма не стійка до гербіциду, а батьківська форма стійка завдяки присутності гена bar, що кодує стійкість до гербіциду із діючою речовиною фосфінотрицин або гена cp4EPSPS, який кодує стійкість до гербіциду із діючою речовиною гліфосат. Фосфінотрицин - активна діюча речовина гербіциду Баста (аналоги - Ліберті, Тест, Фелікс та ін.). Це контактні гербіциди суцільної дії, які використовують на багатьох культурах, що мають стійкість до даного гербіциду (ріпак, буряк, кукурудза та ін.), ефективний проти усіх видів бур'янів. Не стійкі до даного гербіциду сільськогосподарські рослини гербіцид знищує також. При використані гербіциду Баста в рослинах швидко накопичується вільний аміак до токсичного рівня і відбувається швидке побуріння зелених частин рослин, так званий "ефект спалювання". Доза гербіциду становить 1,0-2,0 л/га. Гліфосат - активна діюча речовина гербіциду Раундап (аналоги - Алаз, Зеро, Глісол, Торнадо, Ураган та ін.). Це гербіциди суцільної дії, що повністю знищують однорічні та багаторічні, злакові і дводольні бур'яни. Не стійкі до даного гербіциду сільськогосподарські рослини гербіцид знищує також. Рослини гинуть в наслідок порушення процесу синтезу амінокислот. Перші ознаки дії препарату у вигляді пожовтіння та загибелі рослин проявляються через 5-10 днів після застосування. Доза гербіциду становить 1,0-2,0 л/га. 1 UA 90913 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Материнська форма не має гена стійкості bar (або cp4EPSPS), який відповідає за стійкість до гербіциду у рослин, батьківська форма має ген bar (або cp4EPSPS), що забезпечує стійкість до гербіциду із діючою речовиною фосфінотрицин (гліфосат). У випадку, коли, материнська форма стерильна спосіб здійснюють наступним шляхом: материнську стерильну форму отриману запиленням закріплювачем стерильності, який не має гена стійкості, запилюють батьківською формою відновлювачем фертильності, який має ген, що забезпечує стійкість до гербіциду. Стерильну форму зі своїм аналогом-закріплювачем стерильності розмножують ізольовано. Ізольовано розмножують і відновлювач фертильності з генами стійкості до гербіциду. На етапі отримання гібридного насіння не стійку материнську форму запилюють батьківською формою з геном стійкості. Для визначення рівня гібридності насіння гібридів першого покоління пророщують, коли з'являються сходи, проводять обробку гербіцидом. Після дії гербіциду на рослини визначають, яким шляхом отримано особину: шляхом запилення не стійкої стерильної форми стійким до гербіциду відновлювачем фертильності, чи шляхом запилення стерильної форми фертильними (напівфертильними) особинами, які можуть виникнути серед стерильних рослин у результаті генетичного та/або механічного засмічення стерильних форм. За кількістю рослин, що загинули і вижили, визначають рівень гібридності партії насіння. Стійкість рослин до гербіциду після обприскування дозволяє візуально розрізнити особини, які сформувалися в результаті запилення не стійкої стерильної форми стійким відновлювачем фертильності з геном стійкості, від особин, отриманих у результаті запилення нестійкої стерильної форми фертильними чи напівфертильними нестійкими сібсами, або нестійкими рослинами, отриманими від механічного засмічення. Визначення гібридності рослин проводять за стійкістю/нестійкістю їх до дії гербіциду Баста або Раундап. Генетичну схему процесу подано на кресленні. Спосіб здійснюється в наступному порядку. Материнську стерильну форму запилюють закріплювачем стерильності (батьківська форма), який не має генів стійкості до гербіциду. Після запилення батьківську форму видаляють з ділянки гібридизації для того, щоб не було засмічення при збиранні насіння з материнської форми. Таким чином, отримують повністю стерильну материнську форму. Цю форму висівають на ділянках гібридизації разом із батьківською формою відновлювачем фертильності стійким до дії гербіциду із діючою речовиною фосфінотрицин або гліфосат. Збирають гібридне насіння із материнської форми. Визначають рівень гібридності. Для цього в лабораторних умовах висівають насіння, пророщують і у відповідній фазі росту рослин обробляють гербіцидом. Підраховують кількість стійких і нестійких рослин. Відповідно до визначених норм рівня гібридності, вибраковувати партії насіння чи залишити на посів. Розмноження стерильної форми Розмноження відновлювача фертильності. У випадку, якщо рівень гібридності низький, то партії насіння не вибраковують. За нашим способом його можна використати. Для цього насіння висівають у промислових посівах із високим рівнем загущення і проводять обробіток гербіцидом, тоді нестійкі форми гинуть, стійкі до гербіциду залишаться і посів буде повністю гібридним. Спосіб може бути використаний у рослин, що створені із генами стійкості до дії гербіциду і у яких використовується цитоплазматична чоловіча стерильність для отримання гібридного насіння наприклад: ріпак, буряк, кукурудза та ін. Використовують будь-які існуючі на сьогодні генні конструкції для введення їх у геном рослин, наприклад, це може бути ген bar, який визначає стійкість до гербіцидів із діючою речовиною фосфінотрицин, або ген cp4EPSPS, який кодує стійкість до гербіцидів діючою речовиною яких є гліфосат. Спосіб може бути використаний і у випадку, якщо материнська форма фертильна. Наприклад у кукурудзи при отриманні гібридів із видаленням волотей на ділянці гібридизації висівають материнську форму разом із батьківською формою стійкою до дії гербіциду. На ділянках гібридизації застосовують механічне або ручне видалення волотей. В цьому випадку материнська форма нестійка до дії гербіциду, а батьківська форма має ген bar (або cp4EPSPS), що забезпечує стійкість до гербіциду із діючою речовиною фосфінотрицин (гліфосат). Гібридне насіння збирають із материнської форми. Визначають рівень гібридності. Для цього в лабораторних умовах висівають насіння, пророщують і у відповідній фазі росту рослин обробляють гербіцидом. Підраховують кількість стійких і нестійких рослин відповідно до визначених норм рівня гібридності, вибраковувати партії насіння чи залишити на посів. У випадку, якщо рівень гібридності низький, то партії насіння не вибраковують. За нашим способом його можна використати. Для цього насіння висівають у промислових посівах із 2 UA 90913 U 5 10 високим рівнем загущення і проводять обробіток гербіцидом, тоді нестійкі форми гинуть, стійкі до гербіциду залишаться і посів буде повністю гібридним. Таким чином, корисна модель полягає в тому, що для контролю гібридності партій насіння при схрещуванні використовують дві форми: не стійку материнську форму і стійку батьківську форму. Нестійку материнську форму схрещують із батьківською формою із геном стійкості та за рослинами, які вижили після обробітку гербіцидом проводять контроль гібридності рослин. Це забезпечує контроль гібридності рослин на ранніх етапах розвитку і дає можливість визначати рівень гібридності рослин та відповідно, дозволяє контролювати рівень гібридності насіння промислових партій і використовувати на посів партії насіння з високим рівнем гібридності. У випадку, якщо рівень гібридності нижчий норми, партію насіння не вибраковують. Отримане насіння висівають в промислових посівах із збільшенням норми висіву та обробляють гербіцидом. Нестійкі форми гинуть, а гібридні рослини залишаться. Таким чином, використовують партії гібридного насіння із пониженим рівнем гібридності і, основне, в посівах використовують лише гібридні рослини. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб контролю гібридності рослин, що включає контроль гібридності за фенотипом рослин, який відрізняється тим, що для спрощення контролю гібридності материнську форму запилюють батьківською формою із генами стійкості до гербіциду із діючою речовиною фосфінотрицин або гліфосат, і після обробки рослин гербіцидом проводять контроль гібридності. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3