Способ получения исходного материала для селекции зерновых культур пшеницы и ячменя

 

Изобретение относится к области селекции растений, а именно к способам создания исходного материала для селекции зерновых культур. Целью изобретения является повышение частоты возникновения мутантных форм растений с хозяйственно-ценными признаками и сокращение сроков создания новых сортов. Способ заключается в том, что семена пшеницы или ячменя замачивают в растворе никотинамиддиниклеотида (0,5 - 5 мг/мл) и последовательно облучают лазерным светом в синей (λ = 441 нм), красной (λ = 633 нм) и инфракрасной (λ = 1153 нм) областях спектра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОС УДАР С TBF ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4670213/13 (22) 07.02.89 (46) 30,08,91. Бюл, ¹ 32 (71) Институт генетики и цитологии АН

БССР и Белорусский научно-исследовательский институт земледелия (72) И.В.Хохлов, В.Г.Володин, Б.И.Авраменко, З,И.Лисовская, С.А.Хохлова, А.С,Данилов и О,Н.Поповицкая (53) 631.528,1/2 (088.8) (56) Вестник Академии наук БССР. Сер.с-х. наука, 1985, ¹3,,с. 49-53.

Володин В.Г. и др. Лазерный мутагенез зерновых культур и перспективы его использования в селекции сортов интенсивного типа. Вестник с-х науки, 1987, ¹ 12, с, 85 — 90.

Изобретение относится к селекции растений, а именно к способам создания исходного мат риала для селекции зерновых культур.

Цель изобретения — повышение частоты индукции мутантных форм с хозяйственноценными признаками и сокращение сроков создания новых сортов, Способ заключается в предварительном эамачивании семян в растворе НАД(никотинамидадениндинуклеотида) концентрации 0,5-5,0 мг/мл, последовательном облучении лазерным светом с длиной волны 441, 633 и 1153 нм при плотности мощности 10 — 50 мВт/см и экспозиции Зк

i10 — 3 10 с для каждой длины волны.

3 4

Способ иллюстрируется следующими примерами.

„, Я2„„1673000 Al (5ис А 01 Н 1/04, С 12 N 15/01 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСХОДНОГО

МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ЗЕРНОВЫХ

КУЛЬТУР ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ (57) Изобретение относится к селекции растений, а именно к способам создания исходного материала для селекции зерновых культур. Цель изобретения — повышение частоты индукции мутантных форм растений с хозяйственноценными признаками и сокращение сроков создания новых сортов. Способ заключается в том, что семена пшеницы или ячменя замачивают в растворе никотинамидадениндинуклеотида (0,5 — 5 мг/мл) и последовательно облучают лазерным светом 8 в синей (Л = 441 нм), красной (Л = 633 нм) и инфракрасной (Л = 1153 нм) областях спектра. 6 табл.

Ч р и м е р 1. Семена пшеницы Белорусская 80 замачивают в растворе НАД с концентрацией 0,5 мг/мл в течение суток, после чего их подвергают облучению непрерывным светом промышленного гелий-кадмиевого лазера ЛГ-70 с длиной волны 441,6 нм, Затем проводят последовательное облучение тех же семян светом гелий-неонового лазера ЛГ-126 с длиной волны 632,8 нм и светом этого же лазера с длиной волны 1153 нм.

Экспозиция облучения для каждой длины волны 10 с, плотность мощности излуче4 ния 20 мВт/см .

После обработки набухшие семена высевают в поле в нескольких повторностях для получения растений первого поколения (М1).

1673000

Таблица 1

Изменение содержания АТФ (мкМоль/г ткани) в проростках пшеницы и ячменя при разливных концентрациях НАД (мг/мл раствора ) * — достоверные различия (P < 0,05) по сравнению с контролем

Главные колосья каждого растения подвергают принудительной изоляции для предотвращения перекрестного опыления, Семена с главных колосьев М> пересевают на следующий год по семьям (семена каждого колоса в отдельный рядок) для анализа второго поколения (М ) с целью отбора наследственно измененных форм растений.

На следующий год (Мз) изучают характер наследования измененных признаков, по которым были отобраны растения в предыдущем году. Наиболее перспективные линии включают в дальнейший селекционный процесс.

В этом случае в М2 выделяют 58 семей, измененных по хозяйственно ценным признакам и свойствам. После проверки их наследования в Мз отбирают 24 наследственно измененные формы, в том числе 2 скороспелые, 13 продуктивных, 5 устойчивых к полеганию и болезням и 4 с улучшенным качеством зерна. Скороспелые линии созревают на 3 — 5 дн. раньше исходной формы без снижения продуктивности.

Продуктивные линии отличаются крупным, плотным, хорошо оэерненным колосом, а также большой массой 1000 зерен — 46 — 50 г в отличие от 37 — 40 r у исходного сорта. 4 линии отличаются повышенным на 2 — 3 содержанием белка в зерне.

Пример 2. Семена пшеницы Ленинградка обрабатывают по той же методике, что и в примере 1, за исключением того, что концентрация НАД составляет 1 мг/мл. На этом сорте в Мг выделено 45 семей, в Мз отобрано 19, в том числе 6 линий по признаку скороспелости, 8 — продуктивности, 3 — с улучшенным качеством зерна, 2 — по устойчивости к полеганию.

5 Одна из наиболее перспективных форм имеет комплекс хозяйственноценных признаков — высокая продуктивность (50-55 ц/га), улучшенное качество зерна .

Пример 3. Осуществляют с помощью

10 физиологического теста подбор оптимальных условий обработки НАД, комбинированного воздействия НАД и лазерного излучения с различными длинами волн (табл. 1-2), 15 Данные по частоте измененных форм и характеру изменчивости пшеницы и ячменя в Mz представлены в табл.3-6.

Формула изобретения

20 Способ получения исходного материала для селекции зерновых культур пшеницы и ячменя путем обработки семян лазерным светом, отличающийся тем, что, с целью повышения частоты индукции мутан25 тных форм с хоэяйственноценными признаками и сокращения сроков создания новых сортов, перед облучением семена эамачивают в растворе никотинамидадениндинуклеотида в концентрации 0,5-5 мг/мл, а

30 облучение осуществляют последовательно лазерным светом длиной волны Л = 441 нм, А = 633 нм, il = 1153 нм, при плотности мощности 10 — 50 мВт/см и экспозиции г

3 10 — 3 10 с для каждой длины волны.

35

1673000

Таблица 2

Изменение содержания АТФ в проростках пшеницы при комбинированном воздействии НАД и лазерного излучения с различными длинами волн

Со е жание АТЮ мкМоль) Режим обработки

Вариант

Абс, к контоолю

1,12 ч-0,10

1,49 + 0,12*

133

Контроль

НАД

Гелий — кадмиевый лазер, Л= 442 нм

Концентрация 1 мг/мл, плотность мощности 10 мат/смг, экспозиция

3610 с

0,98 = - 0,13

1,34 + 0.08

1 05 и 0.11

119

147

1.65 + 0,09

181

2,03 + 0,12

Таблица 3

Частота измененных по хозяйственно ценным признакам семей ячменя при различных вариантах обработки лазерным светом (сорт Атос плотность мощности 10 мВт/см, г экспозиция 3,6 10 с) t

Показатели

Контроль

Излучение гелий — кадмиевого лазера (442 нм) лазеров (442+633 +

1153 нм

Проанализировано растений, шт.

Из них отобрано в селекционный питомник 1 — го г.,шт.

800

3200

3200

1600

23+ 05

276

89+. 06

309

9,7 + 0,6

256

160+ 1,0

Гелий — неоновый лазер, Л= 633 нм

Гелий — неоновый лазер, Л = 1153 нм

Гелий — кадмиевый + гелий— неоновый лазеры (442 +

+633+ 1153 нм), НАД + гелий-кадмиевый (442нм ) + гелий — неоновый лазеры (633 и 1153 нм) Последовательное воздействие с интервалом в1ч

Концентрация 1 мг/мл, плотность мощности мВт/см, экспозиция

3,6 10 с

Излучение гелий — кадмиевого + гелий-неонового лазеров (442+ 633 нм ) Излучение гелий- кадмиевого + гелий-неонового + гелийнеонового

1673000

Таблица 4

Изменчивость пшеницы в М2 при комбинированном облучении лазерным светом (442+ 633+ 1153 нм ) с различной плотностью мощности (сорт Ленинградка, экспозиция 10 с ) Таблица 5

Изменчивость ячменя в М2 при различных экспозициях комбинированного воздействия лазерным излучением (442+ 633+ 1153 нм ) (сорт Криничный ) Таблица 6

Частота семей с хозяйственно ценными признаками при различных способах обработки семян пшеницы (сорт Ленинградка) и ячменя (сорт Ида ) Отобрано форм с хозяйственно ценными и изнаками

Проанализировано семей Мг

Вариант обработки и свойства к Мг

Всего

Пшени а

0,5+ 0,5 0,1 + 0,1

800

400

628

524

10+ 05 12+ 05

4,9+ 1,4 4,1 1,1

33+ 08 3,1+ 07

580

262

627

12

14

13,3 + 1,8 12,3+ 0,7

45

650

338

Контроль

Гамма — радиация 2,6

Кл/кг (прототип ), 5,2

Кл/кг для ячменя

Лазерное излучение (442+ 633+ 1153 нм ), плотность мощности

20 мВт/см, экспозиция 10 с

НАД 1мг/мл

НАД (1мг/мл )+ лазерное излучение (442+ 633+ 1153 нм ), ПЛОТНОСТЬ МОЩНОСТИ

20 мВт/см, экспозиция 10 с

Ячмень Пшени а Ячмень Пшени а Ячмень