Способ получения гибридных семян озимой пшеницы

 

Использование: селекция сельскохозяйственных растений, в частности получение гибридных семян озимой пшеницы на основе цитоплазматической мужской стерильности . Сущность изобретения: на основе цитоплазматической мужской стерильности создают стерильный аналог материнского сорта и закрепитель стерильности. В процессе создания восстановителя фертильности за два года до скрещивания проводят свободное скрещивание, а на следующий год-самоопыление. Среди полученного материала отбирают линии с максимальной выраженностью депрессивного эНдосйерма, которые включают в скрещивание с целью получения большего количества гибридных семян озимой пшеницы. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 А 01 Н 1/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCP) !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814598/13 (22) 17.04.90 (46) 15.12.92, Бюл, % 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт сахарной свеклы (72) Н.И.Савченко, В.Л.Теселько, Ю.Н,Иванов, А.Н.Браташ, M.Ñ.Òàðàí и С,В.Власенко (56) Авторское свидетельство СССР

N. 239701, кл. А 01 Н 1/04, 1969. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИБРИДНЫХ

СЕМЯН ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (57) Использование: селекция сельскохозяйственных растений, в частности получение гибридных семян озимой пшеницы на осноИзобретение относится к селекции сельскохозяйственных растений и предназначено для получения гибридных семян озимой пшеницы на основе цитоплазматической мужской стерильности (ЦМ С).

Производство гибридных семян озимой пшеницы ведется путем использоваййя генетической системы ЦМС вЂ” гены Rf восстановителей фертильности (ВФ). Создание источников ЦМС возможно при хазмогаМ- ном (перекрестном) типе цветения их и закрепителей стерильности (ЗС). Получение

МС аналогов проводится путем 4 — 5 насыщающих скрещиваний при хазмогамном типе цветения материнской формы и опылителя.

МС-аналоги используются в качестве мате-ринской формы при получении гибридных семян. Производство гибридных семян происходит при хазмогамном типе цветения ис= ходных форм лучших по комбинационной ценности пар.

„„Я „„1780657 А1 ве цитоплазматической мужской стерильности. Сущность изобретения: на основе цитоплазматической мужской стерильности создают стерильный аналог материнского сорта и закрепитель стерильности, В процессе создания восстановителя фертильности за два года до скрещйванйя проводят свободное скрещивание, а на следующий год- самоопыление. Среди полученного материала отбирают линии с максимальной выраженностью депрессивного "эндосперма, которые включают в скрещивание с целью получения большего количества гибридных семян озимой пшеницы. 3 табл, Известен способ получения гибридных Я семян озимой пшеницы на основе взаимоизбирательности при оплодотворении форм с хазмогамным типом цветения, получен-" -а ных при многократном йнцухтировайий

Однако этот способ не обеспечивает р полного перекрестного опыления и высокой стЖен и связы ваййя семян в F j.

Наиболее близким техническим решением является способ получения гибридных семян озимой пшеницы на основе ЦМС, со- 4 гласно которому качество получаемых гибридов повышают эа счет усиления эффекта )чв гетерозиса путем обработки гибридных семян на стадии полной зрелости раствором хлористого кадмия.

Однако известный способ имеет следующие недостатки: не обеспечивает само-. опыление у гибридов Fi; не обеспечивает высокую степень завязывания"секмяй у гибридов F<.

1780657

Кроме того, известный способ не обеспечивает получения максимальной продуктивности семян гибридов F>. без применения репрессирующего действия солей кадмия на мутировавшую митохондриальную ДНК.

Целью изобретения является повышение эффективности его за счет обеспечения самоопыления и увеличения степени завязывания семян у гибридов первого поколения.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие-от известного способа заключающегося в усилении эффекта гетерозиса путем обработки гибридных семян на стадии полной зрелости раствором хлористого кадMMR, в заявляемом способе получения гибридныхх семян ведется путем использования генетической системы ЦМС вЂ” гены Rf ВФ.

При этом создаются 3С и ВФ. Линии ВФ создаются путем инцухтирования с однократным чередованием свободного переопыления и дальнейшего использования однократного инцухтирования. Проводят отбор форм с хазмогамным типом цветения по депрессивности эндосперма (щуплости зерна).При этом гены, контролирующие хазмогамный тип цветения хромосом МС аналогов при коныюгации с гомологичными хромосомами восстановителей фертильности в кроссинговере сдвигают генотип получаемых гибридов в сторону самоопыления, что обеспечивает высокую степень завязывания семян у гибридов Fl. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что на одном из этапов создания восстановителя фертильности отбирают линии с максимальной выраженностью депрессивного эндосперма, Известно решение, в котором сообщается о сцеплении хозмогамного типа цветения с высотой растений пшеницы. Однако известный способ не обеспечивает на конечном этапе самоопыления у гибридов Fl и высокую степень завязывания семян, ко торая достигается при использовании заявляемого способа, При осуществлении заявляемого способа DbIllOJIHRIQ; следующие этапы: создание источников ЦМС; создание закрепителей стерильности; создание МС; создание восстановителей фертильности, получение ВФ с хазмогамным типом цветения, выделяемых по депрессивности эндосперма; получение гибридов FI u обеспечение у них самоопыления.

55

Источники ЦМС имеют хазмогамный тип цветения. В результате насыщающих скрещиваний, получаемые MC аналоги, как и 3С имеют хазмогамный тип цветения, При производстве гибридных семян между MC аналогами и ВФ происходит полное перекрестное опыление. Поэтому ВФ должны иметь хазмогамный тип цветения.

При этом следует отметить, что до начала селекционного процесса, как ЗС, так и ВФ имели факультативно-клейстогамный тип цветения. Перевод ВФ на хазмогамный тип цветения происходит путем чередования однократного свободного переопыления с однократным инцухтированием. При этом в отдельных линиях ВФ, обладающих аллелями генов, которые контролируют хазмогамный тип цветения, при инцухтировании усиливается открытое цветение

При однократном инцухтировании ВФ у форм с преобладающим хазмогамным типом цветения образовывается депрессивный эндосперм, т.е. у растений с выраженным проявлением щуплости зерна,преобладает хазмогамный тип цветения.

Депрессивность эндосперма у таких форм выражается показателем массы 1000 зерен (табл. 1).

Табл. 1 показывает, что все три линии

ВФ Rf Л 4075 и/Rf Л 4075х Ахт при однократном инцухтировании имеют депрессивное зерно. Причем те линии, которые более всего склонны к хазмогамному типу цветения, после однократного перекрестного опыления и больше реагируют на самоопыление. Масса их 1000 зерен резко понижается. У таких форм получается щуплое зерно с депрессивным эндоспермом. Это говорит о сцеплении этих признаков. При производстве гибридных семян на базе MC аналогов и ВФ с хазмогамным типом цветения у гибридов FI преобладает клейстогамный тип цветения (табл. 2).

Так у гибридов FI, получЕнных при гибридизации МС аналогов с хазмогамным типом цветения и инцухтированных линий ВФ с депрессивным эндоспермом, а также с преобладающим хазмогамным типом цветения, наблюдается сдвиг генотипов полученных гибридов в сторону полного клейстогамного цветения в силу конъюгации гомологичных хромосом ВФ с хромосомами MC аналогов в кроссинговере. У гибридОв Fl наблюдается клейстогамный тип цветения (97,4-98,77» закрытых цветков) и полное оплодотворение. Образовываются нормально выполненные зерна (табл, 3).

В результате восстановления клейстогамного типа цветения у гибридов F1, что

1780657

Таблица 1

Масса 1000 зерен у форм ВФ при инцухтировании

Таблица 2

Типы ветения

Клейстогамное

Условия цветения

Материал

Комбинированное

Хазмогамное

Закрытых цветков, Выброшено пыльников, Выброшено пыльников, Повто ения

О,О

0,1

99,9

0,4

0,1

Своб.

99,5

98,2

97,8

98,6

0,6

2,0

1,9

0,7

0,3

1,0

1,1

0,9

1,3

97,4

97,4 98,2

0,0

0,6

0,7

1,1

99,7

0,8

1,1

0,5

98,1

9S,3

98,8

97,9

0,3

0,8

1,6

0,9

0,4

1,0

98,7

99,0

97,9

0,4

0,6

1,1

1,4

0,4.

0,5

0,79

0,53

0,93

НСРо 5 видно из данных табл. 3, независимо от погодных условий (которые при хазмогамном типе цветения должны быть благоприятными для перемещения массы пыльцы ветром) имеют, как правило, высокую степень завязывания семян (87,0-95,0 ).

В сравнении с прототипом заявляемый способ обеспечивает получение гибридов

Fi со следующими преимуществами: гибриды F> характеризуются клейстогамным.типом цветения; гибриды F> в результате восстановления клейстогамного типа цветения, независимо от погодных условий, имеют высокую степень завязывания семян; в результате этого высокая продуктивность семян F> достигается без применения репрессирующего действия химических ВФ на мутировавшую митохондриальную ДН К. - Rf Л 4075 12

Fi/ Б! цтит. Тл(а. х х g 12/ МС х Rf Л 4075 - 1

-2

-3

/Rf Л 4075хАхт./

F1/ Б!цит. Т.tlm. x И 12/ МСх х Rf Л 4075 х Ахт/ - 1

-2

Заявляемый способ может найти применение при теоретических разработках проблем использования эффекта гетерозиса пшеницы и в практической селекции при

5 создании исходных материалов.

Формула изобретения

Способ получения гибридных семян озимой пшеницы, включающий создание стерильного аналога, закрепителя стериль10 ности, восстановителя фертильности и последующего их скрещивания, о т л и ч à юшийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет обеспечения самоопыления и увеличения степени завяэыва15 ния семян у гибридов первого йоколения, на одном иэ этапов создания восстановителя фертильности отбирают линии с максималь- ной выраженностью депрессивного эндосперма.

1780657

Таблица 3

Всего завязавшихся семян

Типы ветения

Материал

Степень завязывания семян по повто ностям, 100

1967

94,0 98,0 0,0 .

0,0

6,0

2,0

100

1963

1700

6,0

7.7

5,7

2,0.

1,7

3,3

91,0

90,2

89,0

87,0

92,4

91,0

8,0

3,0

7,0

6,0

5,0

4,0

737

28 49

CHP

2010

100

96,7 94,7

0,0

0,0

5,3

3,3

0,3

3,7

0,6

1901

1750

100

0,5

6,3

1,2

95,0

S3,0

93,4

92,4

90,0

90,8

6,5

3,7

8.0

5,3

3,3

6,0

CHPos

12.9

6,9

Редактор Т. Полионова

Заказ 4224 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-.издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 б Rf Л 4075 12

Fi/ Б! цит1 Т.tlm. x х И 12/ МСх х Rf Ë 4075

- 1

-"- -2

a Rf Л 4075 4

F>/ Б! цит Тл!в. х х И 12/" МСх х Rf Ë 4075х Ахт/

- 1

-2

Хазмогамное Клейстогамное Комбинированное

Составитель E. Шкрадюк

Техред М.Моргентал Корректор H. Кешеля