Спосіб відбору високопродуктивних форм гречки

Реферат: Спосіб відбору високопродуктивних форм гречки включає пророщування насіння в лабораторних умовах. Насіння гречки пророщують на шарі агарового гелю, який містить в своєму складі кислотно-основний індикатор з наступною візуальною оцінкою зміни забарвлення індикатора навколо первинного кореня, і відбирають рослини з найбільшою зоною зміни кольору індикатора. UA 103740 U (54) СПОСІБ ВІДБОРУ ВИСОКОПРОДУКТИВНИХ ФОРМ ГРЕЧКИ UA 103740 U UA 103740 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі сільського господарства і може бути використана в селекційному процесі гречки посівної для створення вихідного матеріалу з високим продуктивним потенціалом. Гречка - широко відома цінна сільськогосподарська круп'яна культура. Окрім традиційного використання в харчовій промисловості вона також, завдяки особливостям вторинного метаболізму, може слугувати джерелом різноманітних фармакологічно-активних сполук. Але через свої біологічні особливості вона не може мати таку саму продуктивність, як злакові зернові культури. В той же час потенційні можливості гречки досить високі, однак вони не завжди використовуються достатньою мірою. Розробка нових методів відбору може значною мірою сприяти більш повному розкриттю та використанню генетичного потенціалу цієї сільськогосподарської культури. Відомий спосіб відбору рослин на велике продуктивне суцвіття [А. с. 10669727 СРСР МКИ А01Н 1/04. Способ отбора растений гречихи на крупное продуктивное соцветие / Мартиненко Г.Е. - 1984], при якому відбір ведуть за однією ознакою в фазу переходу рослин гречки від бутонізації до цвітіння по наявності зеленого забарвлення в бутонах розташованих на кінцях репродуктивних кистей. Бажаний результат, що полягає у підвищенні числа елементарних суцвіть в кисті і продуктивності рослин, був досягнутий у результаті чотириразового відбору за вказаним способом. Відомий спосіб відбору рослин гречки на високу інтенсивність плодоутворення [А. с 1436947 СРСР МКИ А01Н 1/04. Способ отбора растений гречихи на высокую интенсивность плодообразования / Фесенко Н.В., Мартиненко Г.Е., Лохматова В.Е., Анисимов И.П. - 1988], що включає оцінку й наступне виділення по морфологічних ознаках, і відрізняється тим, що, з метою прискорення селекційного процесу, оцінку й наступне виділення провадять у фазу цвітіння на зменшення кількості вегетативних вузлів на першій і другий, рахуючи зверху, гілках першого порядку до повної редукції вузлів. У способі відбору середньостиглих високопродуктивних рослин гречки [А. с 1620064 СРСР МКИ А01Н 1/04. Способ отбора среднеспелых высокопродуктивных растений грачихи / Фесенко Н.В., Коблев С.Ю., Мартиненко Г.Е., Котляр А.И. - 1991], вихідну гібридну популяцію висівають на ізольованій площадці. У фазу бутонізації відбирають форми із двома-трьома вегетативними вузлами на головному стеблі. Інші рослини видаляють. Потім у фазу збиральної спілості виділяють із них форми з найбільшою кількістю добре озернених суцвіть на головному пагоні. Недоліком вищерозглянутих методів є те, що відбір проводиться на пізніх стадіях розвитку рослин, що значно уповільнює сам процес відбору. Відомий спосіб відбору рослин гречки за комплексом ознак [RU 2226818 МПК А01Н 1/04. Способ отбора растений гречихи по комплексу признаков / Суворова Г.Н., Фесенко А.Н., Фесенко Н.В., Фесенко М.А. - 2004]. Спосіб полягає в тому, що рослини гречки відбирають за селекційною ознакою і врожайним характеристиками у фазу дозрівання плодів. Розмножують відібрані рослини в культурі меристем in vitro, стимулюючи повторне цвітіння. Одержують насіння з регенеративних рослин шляхом спрямованого перезапилення з відомими генотипами. Суть корисної моделі полягає в тому, що рослини гречки відбирають візуально у фазу дозрівання плодів. З відібраних рослин ізолюють аксилярні бруньки, які стерилізують в асептичних умовах ламінарного боксу, відокремлюють аксилярні меристеми, інокулюють на живильне середовище, індукують морфогенез пагонів і формування коренів, отримують рослини з корінням in vitro. Отримані рослини висаджують в посудини з ґрунтом у теплиці в нестерильні умови, після акліматизації рослини отримують генетично ідентичні відібраним материнським рослинам, після зацвітання рослини запилюють з відомими генотипами з метою одержання насіння, насіння пересівають для розмноження у наступних поколіннях. Недолік цього способу багато стадійність і використання методу культури тканин, що у свою чергу робить метод складним у виконанні. Найбільш близьким до пропонованого способу, який приймається за прототип, є спосіб відбору з кореневою системою [Алексеева Е.С. Исследование отбора по корневой системе в селекции гречихи // Селекция, генетика и биология гречихи. - Орел, 1971. - С. 45-50]. Згідно з яким відбір проводиться з допомогою візуальної оцінки стану кореневої системи проростків гречки на ранніх стадіях розвитку. Окреме проросле насіння висаджується у пробірки з поживним середовищем, і вирощується до досягання у більшої частини проростків довжини первинного кореня більше 10 см. З отриманих рослин відбираються екземпляри з найбільшою довжиною кореня, також враховується інтенсивність розвитку бічних коренів. Недоліком даного способу є необхідність забезпечення кожної рослини окремою пробіркою з живильним середовищем, що, у свою чергу, робить спосіб досить громіздким у виконані. Крім того, 1 UA 103740 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 незважаючи на те, що відбір проводиться на ранніх стадіях розвитку рослин, для досягнення коренями певної довжини необхідний деякий час, що дещо уповільнює процес відбору. Задача запропонованої корисної моделі - скорочення часу відбору, підвищення ймовірності відбору, можливість опрацювання як можна більшої кількості рослин. Поставлена задача вирішується тим, що відбір проводиться на стадії проростання насіння шляхом візуальної оцінки кореневих виділень. Як відомо кореневі виділення гречки, а саме щавлева та лимонна кислити, розчиняють важкодоступні форми елементів мінерального живлення, внаслідок чого порівняно невелика маса її коренів характеризується досить високою інтенсивністю поглинання поживних речовин. Так середньодобова засвоюваність мінеральних речовин гречкою становить 38,8 мг/г кореня, тоді як у проса - 22 мг/г, ярої пшениці - 14,5 мг/г, ячменю - 7 мг/г, озимої пшениці - 4,9 мг/г [Алексеева, О.С. Генетика, селекція і насінництво гречки / Алексеева О.С., Тараненко Л.К., Малина М.М… - К. Вища шк., 2004. - 213 с]. Цілком очевидно, що рослини гречки, які мають високий рівень кореневих виділень, здатні забезпечити себе у більш повній мірі елементами мінерального живлення і як наслідок мати сприятливіші умови для розкриття свого продуктивного потенціалу. Для візуального контролю кореневих виділень використовують кислотно-основні індикатори з переходом забарвлення в діапазоні рН від 3 до 6,8. Індикатор, в кількості 5 мг, розчиняють в 100 мл 1 % розчині агар-агару з якого, на дні плоскої скляної чи пластикової кювети, формують горизонтальний шар гелю товщиною ~ 3 мм, фіг 1. В кювету висаджують проросле насіння гречки, з довжиною первинного кореня 5-10 мм, таким чином, щоб корінь був занурений у товщу гелю і поміщають у термостат з температурою 27 °C. Через 24 год., за зміною забарвлення індикатора навколо кореня, проводять візуальну оцінку інтенсивності кореневих виділень. Відбирають рослині з найбільшою площею зміни кольору навколо кореня, які висаджують у вегетаційні посудини чи в польові умови для подальшого вирощування і збору та оцінки врожаю. Додатково суть корисної моделі пояснюється ілюстраціями: Фіг. 1. Кювета для пророщування, оцінки та відбору рослин. Фіг. 2. Зовнішній вигляд рослин відібраних з проростків: 1 - з низькою інтенсивністю кореневих виділень; 2-3 високою інтенсивністю кореневих виділень. Досягнення заявленої задачі підтверджується прикладами реалізації. Приклад 1 Насіння гречки сорту Рубра упродовж 3 годин замочували у дистильованій воді, потім переносили в чашки Петрі на вологий фільтрувальний папір і поміщали у термостат з температурою 27 °C для пророщування. Проросле насіння, висаджували на шар 1 % агарагарового гелю, що містить 5 мг/100 мл бромкрезолового зеленого (рН переходу забарвлення 3,8-5,4) і витримували в термостаті з температурою 27 °C. Після оцінки візуальної оцінки інтенсивності кореневих виділень відбирали два варіанти по 10 рослин у кожному: 1. Низька інтенсивність кореневих виділень - контроль; 2. Висока інтенсивність кореневих виділень - дослід. Відібрані рослини висаджували у польових умовах і вирощували згідно з загальноприйнятими агротехнічними методами вирощування гречки. Приклад 2 відрізняється від прикладу 1 тим, що як індикатор був використаний бромкрезоловий пурпуровий (рН переходу забарвлення 3,8-5,4). У ході польових спостережень за дослідними рослинами було відмічено, що рослини вирощені з насіння гречки з високим рівнем кореневих виділень значно випереджували в своєму розвитку рослини з низьким рівнем кореневих виділень, фіг. 2. Як відомо, потенційна продуктивність гречки значною мірою визначається кількістю вегетативних і генеративних органів. Особлива роль відводиться показнику висоти рослин, вважаться, що чим вища рослина, тим більше на ній суцвіть [Иванова-Зубкова Н. 3. Высота гречихи -прогностический показатель условий формирования урожая зерна / Н. 3. ИвановаЗубкова // Труды Гидрометцентра СССР. - 1968. - 78 с]. Також встановлена залежність між продуктивністю рослин і їх озерненістю, що визначається кількістю суцвіть на рослині і числом зерен на ній [Тараненко Л. К., Бобер А. Ф. Озернённость и ее связь с урожайностью гречихи / Л.К. Тараненко, А.Ф. Бобер // Генетика, селекция, семеноводство и возделывание гречихи. - М.: Колос, 1976. - С. 133-137]. У дослідному варіанті сформувались рослини висотою 125,7 см, що на 27,3 см перевищували контроль, табл. 1. Одною з морфологічних ознак гречки є кількість вузлів на стеблі, яка сильно варіює в зв'язку з генотипом та зміною умов вирощування. Збільшення вузлів у зоні плодоношення сприяє більшій продуктивності стебла і відповідно рослини в цілому. Число вузлів у зоні гілкування - це ознака, що визначає скоростиглість гречки і її ростові можливості [Кадырова Л.Р. Морфология 2 UA 103740 U 5 вегетативных и репродуктивных органов растений Fagopyrum esculentum Moench ssp. vulgare Stolet: автореф. дис. на соиск. ученой степени канд. биол. наук: 03.00.05 "Ботаника" / Кадырова Луиза Равилевна; Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. - Казань, 2004. - 24 с]. Характеризуючи кількість вузлів на стеблі, також була відмічена достовірна різниця між досліджуваними варіантами. Так у дослідному варіанті їх кількість становила 14,1 шт., тоді як у контролі - 11,8 шт. Таблиця Формування елементів структури врожаю гречки залежно від інтенсивності кореневих виділень. Висота рослини, см вузлів Контроль Дослід Різниця 99,7 122,6 22,9 11,7 14,0 2,3 Контроль Дослід Різниця 97,1 128,7 31,6 11,8 14,1 2,3 Контроль Дослід Різниця НСР01 98,4 125,7 27,3 20,7 11,8 14,1 2,3 1,8 Варіант 10 15 20 Кількість, шт. гілок суцвіть Приклад 1 4,0 35,2 4,5 51,2 0,5 16,0 Приклад 2 4,1 33,6 4,6 53,8 0,5 20,2 Середнє 4,1 34,4 4,6 52,5 0,5 18,1 1,0 15,8 зерен Маса зерна з рослини, г 33,4 222,8 189,4 0,97 6,91 5,94 37,8 231,8 194,0 1,10 7,19 6,09 35,6 227,3 191,7 104,2 1,04 7,05 6,02 3,21 Що до гіллястості рослин, то по цьому показнику достовірно суттєвих відмінностей між варіантами не спостерігалось. Підрахунок кількості суцвіть і зерен показав достовірну перевагу цих показників у дослідному варіанті над контрольним. Кількість суцвіть і зерен у контрольному варіанті становила 34,4 та 35,6 шт., тоді як у дослідному - 52,5 та 227,3 шт. Слід відмітити, що у контрольному варіанті спостерігались окремі рослини, у яких взагалі не сформувалось зерно. Продуктивність рослини - це комплексна ознака, що є результатом взаємодії сукупності морфологічних ознак і властивостей, які визначають особливості росту і розвитку рослин. Значення кожної окремо взятої ознаки із загального комплексу різне. Підсумком всіх складових ознак є озерненість та вага зерна з рослини, яка у дослідному варіанті в 6,8 разу перевищує контрольний варіант, з ступенем достовірності 95 %. Таким чином запропонована корисна модель дозволяє досягти заявленого технічного результату і може служити надійним інструментом для створення вихідного матеріалу в селекції гречки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб відбору високопродуктивних форм гречки, що включає пророщування насіння в лабораторних умовах, який відрізняється тим, що насіння гречки пророщують на шарі агарового гелю, який містить в своєму складі кислотно-основний індикатор з наступною візуальною оцінкою зміни забарвлення індикатора навколо первинного кореня, і відбирають рослини з найбільшою зоною зміни кольору індикатора. 3 UA 103740 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4