Способ отбора растений, устойчивых к насекомым-вредителям

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно для экспресс-оценки устойчивости растений к поеданию насекомыми-вредителями . Цель - упрощение способа и ускорение отбора растений. Отбор растений включает выращивание дрозофилы на каллусной ткани исследуемого растения и оценку устойчивости растений по ее плодовитости. Период отбора растений составляет приблизительно 30 дней. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ч

К) (Л 4

0 (d

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4741886/13 (22) 16,08.89 (46) 15.04.92. Бюл.йг14 (71) Ленинградский государственный университет (72) С.Г.Инге-Вечтомов, Л,А,Лутова, Л.В.Бондаренко и О,Г.Козырева (53) 632.937.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N801816,,кл. А 01 Н 1/04, 1979.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для экспресс-оценки устойчивости растений к поеданию насекомыми-вредителями.

Известен способ отбора растений на устойчивость к насекомым-вредителям, наи.более близкий по технической сущности к предлагаемому, согласно которому насекомых помещают на зерна разных образцов, растений, подсчитывают количество вылупившихся жуков нового поколения и по достоверному снижению этого показателя судят об устойчивости образца.

Недостатком известного способа является узкая специфичность системы, не позволяющая выявить устойчивость всего растения к насекомым-вредителям.

Целью изобретения является ускорение отбора растений, способных блокировать развитие насекомых-вредителей, и ускорение селекции перспективных форм.

Цель достигается тем, что в известном способе отбора растений, устойчивых к насекомым-вредителям, заключающемся в вы(s1)s А 01 К 67/00, А 01 Н 1/04 (54) СПОСОБ ОТБОРА РАСТЕНИЙ, УСТОЙЧИВЫХ К НАСЕКОМЫМ-ВРЕДИТЕЛЯМ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно для экспресс-оценки устойчивости растений к поеданию насекомыми-вредителями. Цель — упрощение способа и ускорение отбора растений. Отбор растений включает выращивание дрозофилы на каллусной ткани исследуемого растения и оценку устойчивости растений по ее плодовитости. Период отбора растений составляет приблизительно 30 дней. 1 табл. ращивании насекомых на ткани исследуемого растения и оценки устойчивости по плодовитости насекомых, в качестве ткани растения используют каллусную ткань, а в качестве насекомого-вредителя используют

Drosophila melanogaster. Сущность изобретения заключается в следующем. Каллусная ткань, полученная из частей проростков, по набору запасных веществ (сахаров, крахмала и др,), по составу фитогормонов и другим свойствам соответствует целому растению и в качестве единственного источника питания обеспечивает нормальное развитие насекомых. Различные генотипические формы растений могут отличаться друг от друга по устойчивости к насекомым, что находит свое отражение и в разной способности каллусных культур, полученных из форм, обеспечивать развитие дрозофилы. Проверка растений из генетических коллекций с использованием каллусной культуры, полученной in vitro из проростков, на способность блокировать развитие дрозофилы, позволяет быстро те1725793 стировать большое количество растений, что ускоряет поиск растительных форм, устойчивых к насекомым, Каллусная культура дает возможность получать растения-регенеранты в многочисленных копиях из отобранных устойчивых линий, а также получать устойчивые формы методом клеточной селекции.

Показатель, называемый плодовитостью, отражает яйцекладку, развитие яиц, выживаемость личинок и куколок на разных питательных средах. В ходе исследований на культурах редиса, гороха, томатов и др. доказано, что плодовитость дрозофилы на всех видах растений зависит от количества добавляемых каллусов. Например, на каллусах редиса при 1 г корма плодовитость мух была 14,6 +. 1,00, при 2 r — 32,7 + 0,95, при

3 г — 73,1 - 3,55. Плодовитость самок при содержании на дрожжевой среде 74,4 +.

+ 1,34.

Существенным фактором для развития насекомых является длительность пассирования каллусов, При использовании редиса обнаружено, что наиболее успешно дрозофила развивается на первичных каллусах.

Плодовитость мух на первичных каллусах составляет 106,7 + 2,21, на каллусах 2 — 3 пассажей 24,1 + 1,89, на 4 — 5 пассажах 7,4

+. 3,54 . Иные закономерности выявлены для томатов. Пассирование каллусов не снижает их питательной ценности для дрозофилы: плодовитость самок на растительных культурах 1 — 4 пассажей не ниже, чем на первичных каллусах, а в некоторых опытах достоверно выше: 70,6 + 6,90 — на 1 — 4 пассаже, 27,1 2,86 — на 0-пассаже. Наблюдаемые для редиса и томатов различия могут быть связаны с изменением метаболизма клеток при пассировании и особенностями вторичного метаболизма данных видов растений.

На плодовитость мух влияет состав питательной среды, на которой выращивались каллусы, а именно, содержание фитогормонов. Каллусы редиса активно растут на средах с более высоким содержанием цитокининов по сравнению с ауксином, характеризуется светлой окраской, легко пассируется, в отличие от форм, выращеннцх на средах, в которых соотношение фитогормонов сдвинуто в сторону ауксинов.

Так, если в средах соотношение ауксинов к кинетинам составляет 1:10, плодовитость мух 9,7 + 1,29, при обратном соотношении

42,6 =" 2,54.

На лабораторной модели "каллус-дрозофила" проверены различные формы растений из генетических коллекций по

55 способности восполнять пищевые потребности дрозофилы с целью выделить контрастно различающиеся линии. В связи с физиологическими особенностями дрозофилы, а именно, разной скоростью яйцеоткладки в разные дни, сезоны, реакцией на необычный корм, обнаруживается большая вариабельность результатов от повторности к повторности, обусловленная тем, что в многокомпонентной системе даже небольшие неучтенные колебания в физиологическом сосотоянии разных объектов могут наложить отпечаток на повторяемость результата. При испытаниях в нескольких повторностях удается выявить стабильные закономерности на фоне атой вариабельности.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве растительного материала используют каллусные ткани различных генетических форм, выращенные in vitro.

Каллусы получают от асептических проростков путем помещения отдельных его частей на питательную среду Мурасига-Скуга. Среду Мурасиге-Скуга готовят следующим образом. На 1 л среды берут 8 г агар-агара, 30 г сахарозы и добавляют растворы солей и витаминов, чтобы в 1 л среды содержалось в мг: ИН4КОз — 1650, ККОз — 1900, CaClz 2NzO — 440, М9$04 7Н20 — 370, КН2РО4 — 170, НзВОз — 6,2,Mn$04 4HzO — 22,3, Zn$04x х7Н О -8,6, К!- 0,83, NazMo04 2 НгО - 0,25, CuSO4 5HzO — 0,025, Со С!г . 6Н О вЂ” 0,025, FeSO4.7HzO — 27,8, Na — 37,3, фолевая кислота 05, рибофлавин (Bz) 0,5, Биотин 1,0, Са-пантотенат 1,0, пиридоксин (Вв) 1,0, тиамин (В1) 1,0, амид никотиновой кислоты 2,0, В l2 0,00015.

В зависимости от вида растения в среду добавляют разные фитогормоны; например, для получения каллуса редиса 2,4-Д/2,4дихлорфеноуксусная кислота (в концентрации 1 мг/л); гороха — НУК (-нафтилуксусная кислота) 0,5 мг/л и BAP (6-бензиламинопурин) 1,5 мг/л, томатов — BAP 1 мг/л, НУК 4 мг/л.

Первичные каллусы пассируют через 15 — 20 дней на среды того же состава. Каждое последующее субкультивирование осуществляют через такой же срок. Каллусы, достигшие размера 1 — 1,5 см в диаметре, используют для кормления дрозофилы. Могут быть использованы и первичные и пассированные каллусы (1 — 5 пассажей).

Каллусы растирают в фарфоровой ступке до получения гомогенной массы. 1 — 3 r гомогената добавляют в стаканчик объемом

50 мл с агарсахарной средой, куда помеща1725793

Плодовитость дрозофилы на каллусах различных форм растений ют по 3 самки и 3 самца дрозофилы в возрасте4-бсут на3дня для откладки яиц. Через

10 — 16 дней подсчитывают число потомков, вылупившихся в каждой пробирке.

Пример 1. Производили отбор тома- 5 тов, устойчивых к насекомым-вредителям, на партии из 9 мутантов, 6 сортов, 16 диких и полукультурных форм. В практической селекции последние используются как доноры устойчивости к таким вредителям, как 10 насекомые, нематоды, грибы, бактерии. Для кормления дрозофилы использовали каллусы томатов диаметром 1,2 см, выращенные

in vitro в течение 15 дней. Для испытания взяли по 4 образца. Их растерли до гомоген- 15 ного состояния и соединили гомогенат с агар-сахарной средой. На гомогенат поса- . дили 3 пары насекомых, а через 15 дней подсчитали их потомство.

B таблице приведены статистически до- 20 стоверные результаты определения плодовитости дрозофил для 2 линий томатов. В 4 повторностях обнаружено, что плодовитость дрозофилы при содержании на каллусах томатов Licopersion р!гпр!пеП0оИцт 25 всегда достоверно ниже (примерно в 2,5 раза), чем на сортах томата. Между остальными формами стабильных различий не выявлено. Опыт подтверждает тот факт, что отдельные образцы L,Pimplnellifolium при- 30 меняются в селекции как источники устойчивости к вредителям.

Пример 2. Испытывали культуру гороха с целью отбора форм, устойчивых к 35 насекомым-вредителям. Пищевой субстрат готовили как в примере 1, В 4 повторностях при анализе 6 линий и 1 сорта гороха найдены 2 стабильно сразличающиеся формы:

2150 и 4. Для них плодовитость различается 40 примерно в 5 раз и составляет 83,9 ч-3,5 и

17,2 +. 5,7. У остальных линий статистически достоверных различий не выявлено.

Пример 3. Производили отбор культур редиса как в примере 1. Проанализировали

16 форм редиса. Среди них выявили линии, контрастные по питательной ценности,— формы F-43/51 х 43/50 и 260 белый, для которых плодовитость насекомых различается примерно в 2,5 раза и составляет

106,7 +- 2,2 и 42,6 2,5 соответственно, Таким образом, отбор культур, устойчивых к насекомым-вредителям при единичном цикле пассирования каллусов составляет порядка 30 дней, что значительно меньше, чем требуется по способу-прототипу, который предусматривает прежде всего получение набора растительных форм, подлежащих испытанию, причем влияние на них факторов внешней среды имеет гораздо большее значение, чем на каллусные ткани. Кроме того, скорость селекции растительных форм значительно возрастает за счет получения растений-реагентов из отобранных устойчивых каллусных линий.

Для ряда культур с длительным циклом развития предлагаемый способ окажется наиболее эффективным.

Формула изобретения

Способ отбора растений, устойчивых к насекомым-вредителям, включающий выращивание насекомых на ткани исследуемого растения и оценку устойчивости по плодовитости насекомых, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения способа и ускорения отбора растений, в качестве ткани растения используют каллусную ткань, а в качестве выращиваемых насекомых используют тест-насекомое мужу Drosophila п1е1апо9азыг.