Спосіб створення апозиготичних роздільноплідних ліній цукрових буряків з цчс

Реферат: Спосіб створення роздільноплідних і стерильних апозиготичних ліній цукрових буряків з ЦЧС включає метод безпилкового режиму, відбір пилкостерильних ліній ЧС-0 типу з апозиготичних способом репродукції насіння. Рівень високих відсотків роздільноплідності і стерильності у потомстві при апозиготії досягається завдяки стабілізації рівня геному від міксоплоїдного до диплоїдного, впродовж трьох-чотирьох циклів апозиготичної репродукції з використанням методу індивідуального добору за потомством кожного селекційного номеру. UA 92392 U (54) СПОСІБ СТВОРЕННЯ АПОЗИГОТИЧНИХ РОЗДІЛЬНОПЛІДНИХ ЛІНІЙ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ З ЦЧС UA 92392 U UA 92392 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сільського господарства, а саме до селекції і генетики сільськогосподарських рослин, зокрема цукрових буряків, і може бути використана у сільському господарстві На даний час в світовій практиці використовується виключно двобатьківський, зиготичний спосіб репродукції насіння у буряків. Безпилковий спосіб передбачає зміни в статевому процесі репродукції насіння, відкриваючи нові можливості в селекції цукрових буряків, як на галоїдному так і на дигаплоїдному рівнях. Однобатьківський метод репродукції насіння направлений спрощення селекційної програми гібридів та зменшення трудозатратності процесу селекції та насінництва, за рахунок використання рослин буряків із стерильними пилковими зернами. Проведені дослідження з апозиготії у пилкостерильних ліній розкрили певні не вирішені питання та значні труднощі. Нова генетична система, що включається при апозиготиії і визначає генетичну різноякість насіння, датермінується міксоплоїдією клітинних популяцій, не стабільністю рівня геному, а також ознак роздільноплідності і стерильності в потомстві. Експериментальні дані не можливо пояснити за законами генетики роздільноплідності. Для того щоб організувати ефективну роботу з стерильними та одноростковими апозиготичними формами буряків без додаткового добору і вилучення в потомстві, як багатоплідних біотипів так і рослин з фертильними пилковими зернами необхідні нові способи та методичні підходи. Відомий спосіб одержання апозиготичних пилкостерильних ліній при запиленні селекційних матеріалів з ЦЧС опроміненим γ-променями пилком дикого виду Beta webiana [Богомолов М.А. Особенности использования апомиксиса у сахарной свеклы при создании нового исходного материала / Сахарная свекла, 2008. - № 5. - С. 18-20]. Спільними суттєвими ознаками корисної моделі і відомого способу є: - добір селекційних матеріалів з цитоплазматичною чоловічою стерильністю (ЦЧС), ЧС-0 типу за класифікацією Оуена для апозиготичної репродукції; - мінливість за ознаками роздільноплідності та стерильності апозиготичних потомств пилкостерильних ліній; - введення пилкостерильних апозиготичних ліній для спрощення процесу селекції та насінництва цукрових буряків; - вдосконалення схеми селекції гібридів цукрових буряків за рахунок вилучення трудомісткої ланки селекції закріплювачів стерильності; Проте відомий спосіб відрізняється від запропонованої корисної моделі тим, що для одержання апозиготичних зародків використовують опилення опроміненого γ-променями пилку дикого виду Beta webiana. А для стабілізації за роздільноплідністю і стерильністю апозиготичних потомств застосовують постійну браковку багатоплідних і насінників ЧС-І, ЧС-ІІ типу а Оуеном. Стабілізації у апозиготичних потомств дослідниками за відомого способу не було досягнуто. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі за сукупністю ознак є спосіб відтворення роздільноплідності у пилкостерильних ліній з ЦЧС, отриманих методом апозиготичної репродукції, при використанні епімутагена 5-азацитидіну [Малецкий С.И. Эпигенетическая изменчивость признака раздельно-, сростноцветковости у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) // Эпигенетика растений. Сборник научных трудов. // Новосибирск, 2005. - С. 195-205]. Спільними суттєвими ознаками найбільш близького аналога і даного способу є: - одержання апозиготичного насіння з використанням пилкостерильних ліній цукрових буряків з ЦЧС; - безпилковий метод виділення апозиготичного, роздільноплідного насіння цукрових буряків; - зв'язок міксоплоїдії клітинних популяцій з репродуктивними ознаками при апозиготії; - мінливість за ознаками роздільноплідності і стерильності у апозиготичних потомств пилкостерильних ліній цукрових буряків; - спрощення селекції відтворення материнських компонентів гібридів цукрових буряківбез використання закріплювачів стерильності (ліній О-типу). Проте, найбільш близький аналог не забезпечує стабілізації за роздільноплідністю і стерильністю при апозиготії. Мінливість за ознаками роздільноплідності і стерильності пов'язують з епігеномною мінливістю, що полягає в метилюванні і деметилюванні алелей генів роздільноплідності. Так експресія ознаки роздільноплідності у апоміктичних матеріалів пов'язана за основними ознаками близького способу із гіпометилювання геному, що відбувається через метилювання ДНК за участі ферменту цитозин-ДНК-метилтрансферази. Зменшення активності даного ферменту може знизити рівень метилювання геному в цілому, що активує гени, які детермінують ознаки роздільноплідності. Частка рослин роздільно квіткового фенотипу за відомого способу збільшується при цьому до 80 %. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб створення апозиготичних роздільноплідних ліній цукрових буряків з ЦЧС шляхом стабілізуючого добору за 1 UA 92392 U 5 10 15 20 25 30 35 40 роздільноплідністю та стерильністю, впродовж трьох - чотирьох циклів апозиготичної репродукції насіння, що пов'язано з стабілізацією нового селекційного матеріалу за рівнем геному. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі відтворення роздільноплідності у пилкостерильних ліній з ЦЧС використовується 5-азацитидін, метод безпилкового режиму та відбір пилкостерильних ліній ЧС-0 типу з апозиготичних способом репродукції насіння. У запропонованій корисній моделі роздільноплідність і стерильність насіннєвих рослин досягається за рахунок аналізу структури популяції апозиготичних рослин за рівнем геному впродовж не менше трьох насіннєвих репродукцій. Після першої, другої та третьої апозиготичної репродукції проводять відбір насінників з високим зав'язуванням насіння, отриманого в умовах безпилкового режиму. Серед третього апоміктичного потомства відбирають стабілізовані за диплоїдним рівнем геному насінники цукрових буряків з використанням цитофотометричного методу. Оцінку за роздільноплідністю та стерильністю проводять методом індивідуального добору. Кращі відібрані селекційні номери з роздільноплідністю 98-100 % пропонують для використання в селекційному процесі. На основі використаного способу надалі можемо працювати лише з роздільноплідними і стерильними материнськими формами, одержаними із насіння, зав'язаного без пилку. Відмінними суттєвими ознаками корисної моделі є: - встановлення зв'язку між міксоплоїдією клітинних популяцій при апозиготії в генераціях А 1А4 і репродуктивними ознаками роздільноплідністю і стерильністю; - використання цитофотометричних методів для визначення структури за рівнем геному клітинних популяцій при апозиготії; - застосування методу індивідуального добору за роздільноплідністю і стерильністю у потомствах диплоїдних насінників четвертої апозиготичної репродукції. Відмінні від прототипу (нові суттєві ознаки) при взаємодії з відомими дозволяють отримати материнські компоненти з роздільноплідністю і стерильністю від 92,0 % до 100 %, є екологічно безпечні і дозволяють значно спростити селекцію гібридів цукрових буряків без використання закріплювачів стерильності. Спосіб створення роздільноплідних і стерильних ліній цукрових буряків з ЦЧС здійснюється наступним чином: - в умовах ізоляції (поле, теплиця) отримують насіння від роздільноплідних і пилкостерильних ліній методом безпилкового режиму; - проводять добір насінних рослин ЧС-0 типу і браковку насінників ЧС-І, ЧС-ІІ типу; - досліджують зв'язок міксоплоїдії з репродуктивними ознаками впродовж чотирьох циклів апозиготичної репродукції; - відбирають стабілізовані за рівнем геному (2х) насінники репродукції А 3-А4; - використовують метод індивідуального добору по потомству кожного селекційного номера для встановлення відсоткового співвідношення роздільноплідних і стерильних біотипів - кращі селекційні номери з апозиготією пропонують для включення в селекційний процес і масового розмноження насіння; За результатами цитофометричних досліджень виявлено тенденцію щодо стабілізації за рівнем геному у селекційних номерів, залежно від терміну репродукції А 1-А4. За гістограмами АП "Partec" кількість диплоїдів у селекційних матеріалів А і становила 13,12 %, а у насіннєвих потомствах А4-96,8 % (таблиця 1). 45 2 UA 92392 U Таблиця 1 Аналіз клітинних популяцій за плоїдністю на буряках першого року вегетації у пилкостерильних ліній з апозиготією Ялтушківської ДСС, з використанням АП "Partec" Кількість рослин, шт. 2х Р±mр 343 13,12; ±1,82 450 52; ±4,1 660 90,9; ±1,3 780 96,8; ±0,31 Розподіл за кількісним вмістом ядерної ДНК, із них міксоплоїдів, % 3х 1.5x;3x;6x;* х;2х;4х;** 2х>4х;8х; *** P±mp Р±mр Р±mр P±mp 2009 рік А1 0,58; ±0,41 1,17; ±0,53 3,50; ±0,99 25,37; ±2,40 2010 рік А2 28; ±3,7 4; ±1,6 2011 рік A3 9,1; ±1,9 2012 рік А4 3,2; ±0,31 4х>2х;8х; Р±mр 56,26; ±2,67 16; ±2,9 Примітка: *1,5х; 3х; 6х; міксоплоїдна популяція, якій відповідає середнє значення інтенсивності флуоресценції на каналах, 75; 150; 300; ** х; 2х; 4х; міксоплоїдна популяція, якій відповідає середнє значення інтенсивності флуоресценції на каналах; 50; 100; 200; ***2 х; 4х; 8х; міксоплоїдна популяція, якій відповідає середнє значення інтенсивності флуоресценції на каналі; 100; 200; 400; 5 Впродовж зростання циклу апозиготичних репродукцій спостерігається стабілізація за рівнем геному та за селекційно-цінними показниками роздільноплідності і стерильності (табл. 2). Показники стерильності (ЧС-0) типу змінювалися у диплоїдного апозиготичного потомства четвертої репродукції від 92,0 % до 100,0 %, а роздільноплідності від 88,0 % до 100,0 % (табл. 2). Таблиця 2 Мінливість показників роздільноплідності та стерильності у диплоїдних рослин отриманих апозиготичним методом репродукції насіння А4 №п/п Селекційний номер 1 1 2 3 4 5 2 12-136ЧС 12-133ЧС 12-157ЧС 12-222ЧС 12-132ЧС 12-4652-12-12-2-4ЧС к.52 12-138ЧС 12-153ЧС 6 7 8 10 15 Із них Загальна кількість Роздільноплідні, Багатоплідні, % ЧС-0, % Ферт., % рослин, шт. % 3 4 5 6 7 11 91,0 9,0 100,0 0 15 93,0 7,0 100,0 0 16 100 0 100,0 0 15 93,0 7,0 100,0 0 20 95,0 5,0 100,0 0 15 100,0 0 100,0 0 23 24 96,0 96,0 4,0 4,0 100,0 100,0 0 0 Пропонований спосіб створення роздільноплідних і стерильних ліній цукрових буряків з ЦЧС, завдяки встановленому зв'язку між міксоплоїдією клітинних популяцій, стабілізацією рівня геному і показників роздільноплідності та стерильності, дозволяє виділити селекційно-цінний матеріал впродовж трьох - чотирьох апозиготичних репродукцій без використання 5азацитидіну. Даний спосіб забезпечує виділення материнського компоненту з роздільноплідністю і стерильністю від 92,0 % до 100 %, є екологічно безпечним і дозволяє 3 UA 92392 U значно спростити селекцію гібридів цукрових буряків без використання закріплювачів стерильності та забезпечує позивний результат при взаємодії усіх сукупних ознак. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб створення роздільноплідних і стерильних апозиготичних ліній цукрових буряків з ЦЧС включає метод безпилкового режиму, відбір пилкостерильних ліній ЧС-0 типу з апозиготичних способом репродукції насіння, який відрізняється тим, що проводять стабілізацію рівня геному від міксоплоїдного до диплоїдного, впродовж трьох-чотирьох циклів апозиготичної репродукції з використанням методу індивідуального добору за потомством кожного селекційного номеру. Комп’ютерна верстка М. Мацело 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 4