Способ создания раздельноплодных мужско-стерильных гибридов сахарной свеклы

 

Изобретение относится к созданию опылителей мужско-стерильных линий и мужско-стерильных гибридов и может быть использовано в сельском хозяйстве, а именно в селекции и семеноводстве сахарной свеклы. Сущность изобретения: проводят самоопыление растений двух раздельноплодных диплоидных сортов, насыщение мужско-стерильных линий полученными линиями-опылителями, скрещивание линий-опылителей с мужско-стерильными линиями и отбор лучших по комбинационной способности. Полученные при этом лучшие линии-опылители скрещивают между собой, в пределах каждого из сортов методом свободного опыления для получения синтетиков, затем мужско-стерильные линии одного сорта скрещивают с линиями опылителями и/или синтетиками другого и наоборот (реципрокно) и проводят реципрокный рекуррентный отбор по меньшей мере дважды до достижения высокой продуктивности мужско-стерильных гибридов.

Изобретение относится к созданию опылителей, мужско-стерильных линий и мужско-стерильных гибридов и может быть использовано в сельском хозяйстве, а именно в селекции и семеноводстве сахарной свеклы.

Известен способ создания мужско-стерильных (МС) гибридов сахарной свеклы, при котором создают линии закрепители стерильности и МС линии, для чего проводят возвратно-насыщающие и анализирующие скрещивания с применением индивидуального отбора, а также производят диплоидные и тетраплоидные фертильные формы и скрещивают стерильные по пыльце односемянные линии с диплоидными и/или тетраплоидными фертильными формами (Девликомов К.С. Особенности селекции сахарной свеклы в Белоруссии. Сб. научн. трудов: Достижения и перспективы в селекции сахарной свеклы. Киев, 1987, с.125 - 126).

Этот метод не позволяет использовать весь генетический потенциал, в том числе аддитивные и неаддитивные взаимодействия генов исходных селекционных материалов, взятых для создания компонентов гибридов. Это вызвано тем, что родительские компоненты МС гибридов не отбираются перед скрещиванием на взаимную комбинационную способность, а подбираются случайно и далее оцениваются по результатам топкроссов. Только реципрокная гибридизация позволяет получать полную оценку как общей, так и специфические комбинационной способности.

Известен способ, позволяющий задействовать все генетические эффекты, ответственные за проявление гетерозиса - это реципрокный рекуррентный отбор (Каминская Л.Н. Реципрокный рекуррентный отбор на основе межсортовых скрещиваний. Рекуррентная селекция. Минск: Наука и техника, 1987, с.38 - 40). При использовании этого метода на разных по генетической структуре источников A и B закладывают линии, которые скрещивают с тестером реципрокно, т.е. для оценки линий из источника A тестером служит популяция B, для линий из B тестером выступает популяция A. Проводят испытание двух тонкроссов, выделяют лучшие по комбинационной способности растения из популяций A и B. Выращивают семьи от самоопыления, которые выделились в результате топкроссов и скрещивают их во всевозможных комбинациях по схеме A₁·A₂ ..., и B₁·B₂... Из таких простых гибридов получают двойные межлинейные гибриды (A₁·A₂) · (B₁·B₂) и составляют синтетические популяции A¹ и B¹, которые служат исходным материалом для следующего цикла отбора.

Недостатком этого метода является то, что он не позволяет достигать 100% гибридизации, так как скрещиваемые компоненты фертильны и приходится осуществлять контроль за гибридностью материалов при помощи генетических маркеров, а затем браковать негибридные биотипы, что практически неосуществимо при выращивании гибридных семян для фабричных посевов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является классический метод создания МС гибридов сахарной свеклы (Балков И.Я. Использование ЦМС в селекции на гетерозис. М.: Россельхозиздат, 1978, с. 104), при котором предусматривается создание МС форм и опылителей с последующей их гибридизацией.

Схематически этот метод можно представить следующим образом: проводят поиски и отбор стерильных по пыльце растений; осуществляют закрепительные, а затем возвратные скрещивания (беккросс) для создания стерильных аналогов самоопыленных линий - закрепителей односемянной свеклы; размножают в чистоте перспективные линии с одновременным изучением их по всхожести, устойчивости к болезням, продуктивности, нецветушности, скороспелости и другим признакам; отбирают лучшие линии опылители и скрещивают их с новыми МС линиями для оценки общей и специфической комбинационной способности; формируют гибриды и изучают их по урожаю корней, сахаристости, технологическим качествам, пригодности к механизированному возделыванию.

Недостатком этого способа создания МС гибридов является то, что его применение не позволяет использовать как аддитивные, так и неаддитивные генные взаимодействия, ответственные за общую и специфическую комбинационную способность. Тем самым не задействуется весь наследственный потенциал, заложенный в исходных селекционных материалах и, как следствие, не достигается возможная величина эффекта гетерозиса.

В предлагаемом способе предусматривается устранить недостатки применяемых в селекции: метода создания МС гибридов и реципрокного рекурректного отбора. Так, если при использовании классического метода получения МС гибридов практически неосуществимо сконцентрировать в родительских компонентах гены, ответственные за проявление общей и специфической комбинационной способности и, как следствие, получить максимально возможную величину гетерезиса, а при проведении реципрокного рекурректного отбора достичь 100% гибридизации, то предлагаемый способ позволяет решить эти проблемы. При этом предусматривается параллельно с осуществлением рекуррентного реципрокного отбора создание МС линий лучших по ОКС и СКС биотипов.

Техническая задача изобретения заключается в наиболее полном использовании генетического потенциала, заложенного в скрещиваемых компонентах МС гибридов, в том числе аддитивных и неаддитивных генных взаимодействий, ответственных за проявление общей (ОКС) и специфической (СКС) комбинационной способности.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе создания мужско-стерильных гибридов сахарной свеклы, включающем самоопыление растений двух раздельноплодных диплоидных сортов, насыщение мужско-стерильных линий полученными линиями-опылителями, скрещивание линий-опылителей с мужско-стерильными линиями и отбор лучших по комбинационной способности, полученные при этом лучшие линии-опылители скрещивают между собой в пределах каждого из сортов методом свободного опыления для получения синтетиков, затем мужско-стерильные линии одного сорта скрещивают с линиями-опылителями и/или синтетиками другого и наоборот (реципрокно) и проводят реципрокный рекуррентный отбор по меньшей мере дважды до достижения высокой продуктивности мужско-стерильных гибридов.

Применение реципрокного рекуррентного отбора в процессе создания МС гибридов позволяет использовать как общую, так и специфическую комбинационную способность. Тем самым он превосходит отбор на ОКС по локусам, в которых проявляется сверхдоминантность, и он определенно эффективнее методов отбора на СКС в отношении локусов с неполным доминированием.

Способ создания раздельноплодных МС гибридов сахарной свеклы методом реципрокного рекуррентного отбора осуществляют следующим образом.

Пример 1. Отбирают два раздельноплодных сорта-популяции, отличающиеся высокой комбинационной способностью и способностью закреплять цитоплазматическую мужскую стерильность. К таким сортам относятся Северо-Кавказская односемянная 42, Белоцерковская односемянная 45, Веселоподолянская 29 и Индустриальная.

Проводят самоопыление 300 - 400 растений с зеленым гипокотилем (r) каждого из двух сортов A и B. Затем скрещивают каждое растение J₀ одного сорта с 5 - 10 растениями с красным гипокотилем (R) другого сорта. Одновременно осуществляют первое насыщающее скрещивание с МС формой и самоопыление на J₁. Проводят сортоиспытание гибридов растений на сорт партнер. Во время прорывки удаляют все растения с зеленым гипокотилем, этим добиваются контроля над гибридностью оцениваемых материалов и, тем самым, получения более точных данных по их комбинационной способности. Осуществляют самоопыление растений J₁ и J₂ и дальнейшее насыщение МС форм.

На основе переопыления 10 - 15 лучших по комбинационной способности линий опылителей J₀ и/или J₁ сорта A получают синтетик A (Син. A) и аналогично синтетик B (Син. B).

Проводят самоопыление лучших по комбинационной способности линий опылителей J₂ на J₃ и третье насыщающее скрещивание с МС формой, в результате чего получают МС линии.

Раздельноплодные синтетики Син. A и Син. B скрещивают с лучшими МС линиями, полученными из сортов-партнеров (МС A·Син. B и МС B·Син. A). Лучшие по комбинационной способности синтетики, линии J₀ и/или J₁ одного сорта скрещивают с лучшими МС линиями другого сорта.

После оценки на участке сортоиспытания лучшие МС гибриды передают в экологическое и Государственное сортоиспытание.

Лучшие по ОКС и СКС синтетики (Син. A и Син. B) и МС линии используют для осуществления второго и последующих циклов реципрокного рекуррентного отбора с целью создания более продуктивных МС гибридов.

Пример 2. В качестве компонентов реципрокного рекуррентного отбора используют раздельноплодный сорт - популяцию и сростноплодный опылитель на диплоидной основе. Селекционный процесс ведется аналогично приведенному в примере 1, за исключением того, что МС линии создаются только на основе линий, полученных из раздельноплодного сорта.

После отбора лучших по комбинационной способности растений сростноплодного опылителя и МС аналогов раздельноплодных линий создают синтетики посредством переопыления лучших линий каждого из компонентов реципрокного отбора. Далее осуществляют гибридизацию сростноплодного синтетика и отдельных потом томств J₀ и/или J₁ с лучшими из раздельноплодных МС линий. Лучшие из МС гибридов передают для экологического и Государственного сортоиспытания.

Создание МС линий, линий-опылителей и синтетиков с высокой ОКС и СКС позволяет получать 100% гибриды с высоким уровнем гетерозиса за счет более полного использования генетического потенциала исходных селекционных материалов.

Формула изобретения

Способ создания раздельноплодных мужско-стерильных гибридов сахарной свеклы, включающий самоопыление растений двух раздельноплодных диплоидных сортов, насыщение мужско-стерильных линий полученными линиями-опылителями, скрещивание линий-опылителей с мужско-стерильными линиями и отбор лучших по комбинационной способности, отличающийся тем, что полученные при этом лучшие линии-опылители скрещивают между собой в пределах каждого из сортов методом свободного опыления для получения синтетиков, затем мужско-стерильные линии одного сорта скрещивают с линиями опылителями и/или синтетиками другого и наоборот (реципрокно) и проводят реципрокный рекуррентный отбор по меньшей мере дважды до достижения высокой продуктивности мужско-стерильных габаридов.