Спосіб створення гібридного селекційного матеріалу однодомних конопель без психотропних властивостей

Реферат: Спосіб створення гібридного селекційного матеріалу однодомних конопель без психотропних властивостей, який включає створення гібридного селекційного матеріалу шляхом кастрації і запилення між окремими елітними рослинами однодомної фемінізованої матірки в умовах вегетаційного будинку під комбінованими тканинно-плівковими ізоляторами. Проводять схрещування сорту або створеної індивідуальним добором самозапиленої лінії четвертогошостого поколінь середньоросійського типу конопель і створеної індивідуальним добором самозапиленої лінії четвертого-шостого поколінь південного еколого-географічного типу конопель. UA 107427 U (54) СПОСІБ СТВОРЕННЯ ГІБРИДНОГО СЕЛЕКЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ ОДНОДОМНИХ КОНОПЕЛЬ БЕЗ ПСИХОТРОПНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ UA 107427 U UA 107427 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до рослинництва, а саме до селекції конопель посівних без психотропних властивостей, які поєднують стабільну ознаку однодомності з високою продуктивністю. У сучасній селекції конопель основним способом створення сортів є гібридизація, яка сприяє формотворенню унікальних генотипів, дозволяє поєднувати у нащадків цінні ознаки материнської і батьківської форм і отримувати гетерозиготний селекційний матеріал з ефектом гетерозису. Незважаючи на це, при створенні однодомних форм конопель шляхом схрещування сортів гібридний матеріал потрібно тривалий час стабілізувати за ознаками однодомності, відсутності канабіноїдних сполук і підвищувати рівень цінних господарських показників, оскільки здебільшого спостерігається тільки їх проміжне успадкування. Також при розміщенні розсадників гібридизації слід дотримуватися надійної просторової ізоляції (близько 3-5 км залежно від природних перешкод і рельєфу місцевості) або схрещувати коноплі в умовах штучної ізоляції. Все це потребує значних витрат праці. Таким чином, існує проблема підвищення ефективності процесу створення сортів однодомних конопель, зокрема шляхом гібридизації. Відомий спосіб використання етрелу для гібридизації, який включає схрещування однодомних форм з однодомними та обробку материнської форми зазначеною речовиною (Орлов М.М. Використання етрелу (2-хлоретилфосфонової кислоти) при створенні нового селекційного матеріалу зі стабільною ознакою однодомності/ М.М. Орлов, Л.Г. Орлова// Збірник наукових праць Інституту луб'яних культур УААН. - Глухів, 2007. - С. 23-25.). У результаті відбувається зміна статі рослин плосконі однодомних конопель, зміна співвідношення статевих типів та стерилізація чоловічих квіток. Недоліком відомого способу є те, що у гібридизацію включаються майже всі статеві тили (крім плосконі однодомних конопель, яка не повністю змінила чоловічі квітки на жіночі), тому вихідні компоненти схрещувань і потомство є неоднорідним за статтю і продуктивністю. Крім того, у наступних поколіннях проявляється значна дія мутаційного фактору. Найбільш близьким аналогом є спосіб створення гібридного селекційного матеріалу однодомних конопель (Патент України № 47810, МПК А 01 Н 1/00. Спосіб створення гібридного селекційного матеріалу однодомних конопель/ Лайко І.М., Кириченко Г.І., Міщенко С.В., Вировець В.Г.; заявник і патентовласник Інститут луб'яних культур УААН. - № u 200908847; заявл. 25.08.09; опубл. 25.02.10, Бюл. № 4), в основу якого покладено проведення кастрації і схрещування особин в умовах вегетаційного будинку на рівні окремих елітних рослин однодомної фемінізованої матірки під комбінованими тканинно-плівковими ізоляторами. Недоліком відомого способу є невизначеність принципів підбору за продуктивністю батьківських форм для гібридизації, тому продуктивність потомства хоча і вища, істинний гетерозис є незначним. Другим недоліком відомого способу є вищеплення значної кількості однодомної фемінізованої плосконі (до 13,1 %), яка є небажаним статевим типом, а в окремих сім'ях вищеплення плосконі однодомних конопель, яка є прямим дестабілізатором однодомності. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищити ефективність створення однодомних сортів конопель без психотропних властивостей. Поставлена задача вирішується тим, що в способі, який включає створення гібридного селекційного матеріалу шляхом кастрації і запилення між окремими елітними рослинами однодомної фемінізованої матірки в умовах вегетаційного будинку під комбінованими тканинноплівковими ізоляторами, згідно з корисною моделлю, проводять схрещування сорту або створеної індивідуальним добором самозапиленої лінії четвертого-шостого поколінь середньоросійського типу конопель і створеної індивідуальним добором самозапиленої лінії четвертого-шостого поколінь південного еколого-географічного типу конопель. Залучення до гібридизації віддалених еколого-географічних типів, а саме середньоросійського та південного, дозволяє отримувати гетерозисні гібриди, які є найбільш продуктивними, характеризуються відсутністю канабіноїдів і стабільністю однодомності. У південного типу лише самозапилені лінії використовують тому, що на відміну від середньоросійського сорт дає менш однорідне потомство, а лінія - більш однорідне. Стабілізація селекційних ознак у конопель досягається у четвертому-шостому поколіннях. Спосіб здійснюють наступним чином. Спочатку створюють самозапилені лінії сортів середньоросійського і південного еколого-географічних типів. Для цього насіння кращих елітних рослин з бажаними цінними селекційними ознаками висівають в умовах вегетаційного будинку. У фазу бутонізації видаляють нетипові рослини, рослини з наявністю канабіноїдних сполук (за результатами тонкошарової хроматографії або якісної експрес-оцінки) та випадкові зав'язі. Рослини етикетують, реєструють і ізолюють за допомогою індивідуальних ізоляторів з 1 UA 107427 U 5 10 15 20 25 30 агроволокна. У фазу біологічної стиглості беруть насіння лише з рослин однодомної фемінізованої матірки. Кожне потомство від самозапилення аналізують в розсаднику оцінки при площі живлення рослин 305 см за основними ознаками і залежно від обраного напряму селекції. Паралельно у вегетаційному будинку отримують наступні покоління самозапилених ліній. Індивідуальний добір самозапилених ліній I1-І2 проводять за ознаками: 1) відсутності канабіноїдних сполук; 2) відсутності плосконі однодомних конопель і превалюванням у статевій структурі однодомної фемінізованої матірки; 3) відсутності суттєвої інбредної депресії. У І 3-І4 і за потреби в наступних поколіннях індивідуальний добір самозапилених ліній здійснюють за окремими цінними (бажаними) селекційними ознаками чи їх комплексом. У гібридизацію включають самозапилені лінії І4-І6, що досягли стабільності селекційних ознак, за якими проводився індивідуальний добір. Із сортів для гібридизації беруть ліпші сім'ї. Можна використовувати сортолінійні, лінійносортові або між лінійні типи схрещувань, які проводять наступним чином. Насіння материнської форми висівають у вегетаційному будинку. Батьківську форму висівають поряд на цю ж ділянку (або на ізольованому розсаднику). У фазі бутонізації рослини ізолюють за допомогою комбінованих тканинно-плівкових ізоляторів, попередньо видаляючи випадкові зав'язі. Кастрацію чоловічих квіток на материнських формах здійснюють вручну. Запилюють декілька рослин материнської форми пилком декількох рослин батьківської форми. Якщо використовують пилок з ізольованого розсадника, то процедуру запилення повторюють декілька разів, залежно від ступеня зав'язуваності насіння. Після запилення і утворення достатньої кількості зав'язей материнські рослини обмежуються в рості шляхом видалення верхівкових і бокових частин суцвіття і по мірі достигання вилучаються з-під ізолятора для обмолочування. Насіння з кожної материнської рослини обмолочують окремо і вміщують в окремі пакети. Батьківські рослини обмолочують всі разом. Наступного року аналізують потомство в розсаднику оцінки у порівнянні з сортом-стандартом та вихідними формами з метою встановлення ефекту гетерозису. Приклад практичного застосування способу. У отриманих гібридів першого покоління у 20132015 роках проявилось однорідне за статевим складом потомство - з суттєвим превалюванням однодомної фемінізованої матірки, що перевищувало за середніми або даними окремих сімей вихідні сорти - Глесія і Золотоніські 15 (табл. 1). До третього покоління ознака залишалася стабільною (табл. 2). Таблиця 1 Статева структура сортолінійних, лінійносортових та міжлінійних гібридів F1 у порівнянні з вихідними сортами Варіант вихідні сорти Глесія Золотоніські 15 сортолінійний гібрид Глесія/Золотоніські 15 Співвідношення статевих типів: середнє та в межах сімей, % ОФМ СОФР ОФП ФП, ОМР, ПОК 81,4 46,3 13,1 33,7 5,5 20,0 0 0 94,2 85,1-100,0 5,2 0-12,8 0,6 0-2,4 0 0 76,4 60,0-95,4 23,6 4,5-40,0 0 0 0 0 89,6 81,4-100,0 91,5 81,6-100,0 10,4 0-18,6 7,4 0-14,3 0 0 1,1 0-4,1 0 0 0 0 лінійносортовий гібрид Золотоніські 15/Глесія міжлінійні гібриди Золотоніські 15/Глесія Глесія/Золотоніські 15 Примітки. ОФМ - однодомна фемінізована матірка, СОФР - справжні однодомні фемінізовані рослини, ОФП - однодомна фемінізована плоскінь, ФП - фемінізована плоскінь, ОМР - однодомні маскулінізовані рослини, ПОК - плоскінь однодомних конопель. Сорт Глесія належить до середньоросійського, сорт Золотоніські 15 до - південного еколого-географічного типу 2 UA 107427 U Таблиця 2 Статева структура сортолінійних, лінійносортових та міжлінійних гібридів F3 Співвідношення статевих типів, середнє, % ОФМ СОФР ОФП ФП, ОМР, ПОК Варіант сортолінійний гібрид Глесія/Золотоніські 15 лінійносортовий гібрид Золотоніські 15/Глесія міжлінійні гібриди Золотоніські 15/Глесія Глесія/Золотоніські 15 5 10 100,0 0 0 0 91,5 8,5 0 0 88,9 100,0 11,1 0 0 0 0 0 Саме при застосуванні зазначеного способу створення гібридного селекційного матеріалу конопель спостерігається ефект гетерозису за багатьма цінними господарськими ознаками висотою рослин, загальною довжиною стебла, діаметром стебла на середині технічної довжини, масою стебла і волокна, вмістом волокна, масою насіння з рослини і 1000 насінин, вмістом олії в насінні. Ознаки у F1 успадковуються по типу наддомінування. При цьому у досліджуваних сортолінійних і лінійносортових гібридів коефіцієнт домінування (hp) додатний і завжди більший за 1, а у міжлінійних за одними ознаками спостерігалось наддомінування, за іншими - ні, тобто відбулась диференціація гібридів на волокнистий і насіннєвий напрямок використання (табл. 3). Якщо у популяціях вихідних сортів Глесія і Золотоніські 15 кількість рослин з відсутністю канабіноїдних сполук за даними тонкошарової хроматографії складає 91-97 %, то у досліджуваних гібридів цей показник залежно від типу схрещування становить 98,3-100,0 %. Таблиця 3 Наявність (+) успадкування селекційних ознак по типу наддомінуванняу сортолінійних, лінійносортових та міжлінійних гібридів F1 Тип гібриду Селекційна ознака Висота рослин Технічна довжина Діаметр стебла Маса стебла Маса волокна Вміст волокна Маса насіння Маса 1000 насінин Вміст олії в насінні сортолінійний лінійносортовий + + + + + + + + + + + + + + + + + + міжлінійний Золотоніські 15/Глесія Глесія/Золотоніські 15 + + + + + + + + + + + + 15 Використання нового способу дозволяє отримувати стабільний за ознакою однодомності і відсутності канабіноїдних сполук гетерозисний вихідний селекційний матеріал, підвищуючи ефективність селекційного процесу. 20 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб створення гібридного селекційного матеріалу однодомних конопель без психотропних властивостей, який включає створення гібридного селекційного матеріалу шляхом кастрації і запилення між окремими елітними рослинами однодомної фемінізованої матірки в умовах вегетаційного будинку під комбінованими тканинно-плівковими ізоляторами, який відрізняється тим, що проводять схрещування сорту або створеної індивідуальним добором самозапиленої лінії четвертого-шостого поколінь середньоросійського типу конопель і створеної індивідуальним добором самозапиленої лінії четвертого-шостого поколінь південного екологогеографічного типу конопель. 3 UA 107427 U Комп’ютерна верстка О. Рябко 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