Способ опыления линий петунии с гаметофитным типом самонесовместимости
Владельцы патента RU 2608507:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства и селекции. Изобретение представляет собой способ опыления линий петунии с гаметофитным типом самонесовместимости на основе опыления бутонов с последующей изоляцией и маркировкой, заключающийся в том, что за день до раскрытия цветка в стадии окрашенного бутона осуществляют кастрацию пыльников, после чего проводят гейтеногамное опыление пыльцой с раскрытого цветка этого же растения, покрывая рыльце пестика видимым слоем пыльцы, причем опыление осуществляют при температуре воздуха 25-30°C. Изобретение позволяет получить инбредные семена у самонесовместимых растений в большем количестве при снижении трудозатрат на их получение. 8 ил., 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в селекции F1 гибридов у цветочных однолетних культур при создании инбредных линий, проведения скрещиваний и межвидовой гибридизации. Рекомендуется для представителей семейства Пасленовые, в частности петунии гибридной.
Селекционный процесс по выведению F1 гибридов резко отличается от классического селекционного процесса, практически сводится к выведению родительских линий, скрещиванием которых получают F1 гибридные семена. Непрерывность производства гибридных семян обеспечивается размножением родительских инбредных линий.
Существуют два способа проведения опыления в бутонах у растений с различными типами самонесовместимости - гейтеногамное опыление на основе спорофитной и гаметофитной самонесовместимости. Оба способа направлены на получение инбредных родительских линий для проведения дальнейших скрещиваний и получение F1 гибридов.
Гейтеногамное опыление бутонов на основе спорофитной самонесовместимости является аналогом для заявленного способа опыления и с успехом применяется в селекционной работе с представителями семейства Капустные.
Суть способа гейтеногамного опыления бутонов растений семейства Крестоцветные на основе спорофитной системы самонесовместимости состоит в том, что все механизмы блокировки роста пыльцевых трубок происходят на поверхности рыльца пестика, в отличие от растений с гаметофитным типом, при котором рост своих пыльцевых трубок прекращается в тканях пестика на определенной глубине.
Данный способ (на примере семейства Капустные) описан в печатных работах Крючкова А.В, Мамонова Е.В, Монахоса Г.Ф. «Методические указания по селекции сортов и гетерозисных гибридов овощных культур», ВАСХНИЛ, С.-П., 1974 г.; «Методические указания по селекции капусты», ВАСХНИЛ, М., 1989 г.; учебник «Селекция и семеноводство овощных культур», «Колос», М., 1972 г.; статье ВАК - Крючков А.В., Монахос Г.Ф. «Проявление комбинационной способности самонесовместимых инбредных линий среднеспелой белокочанной капусты в зависимости от метеорологических условий в год выращивания F1 гибридов» // Известия ТСХА. - 1983. - №3. - с. 130-135.
Различия способа и аналога заключаются в выборе стадии цветения, времени проведения опыления и механизмах и условиях самого опыления. У растений с гаметофитным типом самонесовместимости рост своих пыльцевых трубок блокируется в тканях пестика на различной глубине, особенно, в первый день цветения цветка. Так как в бутоне самонесовместимость снижена, то рост пыльцевых трубок проходит нормально.
Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков относится способ опыления бутонов на основе спорофитной несовместимости у представителей семейства Капустные (см. Крючков А.В., Монахос Г.Ф. «Проявление комбинационной способности самонесовместимых инбредных линий среднеспелой белокочанной капусты в зависимости от метеорологических условий в год выращивания F1 гибридов» // Известия ТСХА. - 1983. - №3. - с. 130-135).
Способ опыления бутонов на основе спорофитной самонесовместимости (прототип) предусматривает перед проведением опыления осуществление дополнительной обработки рылец пестиков химическим или механическим путем. Причем возраст опыляемого бутона или цветка не играет существенной роли. Опыленные бутоны изолируют и маркируют.
Недостатком прототипа является высокая самонесовместимость, проявляющая на поверхности рыльца пестика, приводящая к низкому завязыванию семян из-за защитного барьера на рыльце пестика (в виде плотных покровов), который необходимо устранять механическим или химическим путем, после чего проводить опыление.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения большего количества инбредных семян у самонесовместимых растений за счет подбора оптимальной фазы цветения, когда самонесовместимость снижена.
Для решения указанной задачи в способе опыления однолетних цветочных культур с гаметофитным типом самонесовместимости за день до раскрытия цветка в стадии окрашенного бутона осуществляют его кастрацию, после чего проводят гейтеногамное опыление пыльцой с раскрытого цветка данного растения, причем опыление осуществляют при температуре воздуха 25-30°C. Причем рыльце пестика должно быть покрыто видимым слоем пыльцы. Опыленные бутоны изолируют и после созревания коробочек осуществляют сбор семян. Данные операции позволяют избежать трудоемких работ по обработке рылец пестиков химическим или механическим путем, описанных у прототипа.
Изобретение поясняется фотографиями.
На фиг. 1 - нераскрытый бутон; фиг. 2 и 3 - вскрытие окрашенного бутона по ребру; фиг. 4 - кастрация пыльников; фиг 5 - раскрытый цветок, зацветший в день опыления; фиг. 6 - опыление бутонов; фиг. 7 - изоляция опыленного бутона; фиг. 8 - маркировка опыленного бутона.
Пример осуществления способа. Способ опыления эффективнее всего проводить в утренние часы (до 12 ч) в условиях защищенного фунта или открытого грунта в сухую солнечную погоду. Опыление производили на примере инбредных линий петунии гибридной. Инбредные линии петунии высаживали в отдельные контейнеры, объемом 2-3 л в условиях защищенного грунта. Ожидали начало массового цветения, затем приступали к опылению. Инбредные линии петунии чувствительны к понижению температуры, поэтому необходимо проводить опыление в сухую солнечную погоду при температуре воздуха 25-30°C. При понижении температуры завязываемость семян резко падает (таблица 1). Опыление при более высокой температуре (более 31°C) дает отрицательный результат, отсутствует завязывание семян, что связано с сильным перегревом генеративных органов растения. Для опыления отбирали окрашенные нераскрытые бутоны (для предотвращения перекрестного опыления) за день до раскрытия (фиг. 1). Проводили вскрытие бутона «по ребру» (фиг. 2, 3), учитывая, что самонесовместимость до цветения не выражена, проводили удаление пыльников (кастрацию) (фиг. 4). Затем выбирали хорошо раскрытый цветок этого же растения, зацветший в день опыления (фиг. 5). Пыльца цветка должна быть рыхлой, рассыпчатой, сухой, без признаков гниения, светло-желтого цвета для светлоокрашенных сортов и линий и серо-голубой для темноокрашенных сортов и линий. Далее проводили опыление подготовленных бутонов (гейтеногамное) пыльцой с раскрытого цветка (фиг. 6). Причем рыльце пестика должно быть покрыто видимым слоем пыльцы. После проведения опыления опыленные бутоны изолировали и маркировали (фиг. 7-8).
Данные по завязываемости семян у сортов петунии при гейтеногамном опылении бутонов приведены в таблице 2.
Согласно полученным данным (таблица 2) предлагаемый способ опыления, возможно, проводить в условиях как открытого, так и защищенного грунта, существенного влияния этот фактор не оказывает, но при проведении опыления необходимо учитывать температурные условия.
Завязываемость семян при осуществлении предлагаемого способа опыления составляет от 10 до 25 шт. семян на коробочку у самонесовместимых линий петунии, и от 60 до 200 шт. у самосовместимых линий петунии.
Предлагаемый способ опыления можно с успехом применять и на других декоративных и цветочных культурах с гаметофитным типом несовместимости при размножении инбредных линий, в селекционном процессе, межвидовой гибридизации, семеноводстве.
Способ опыления линий петунии с гаметофитным типом самонесовместимости на основе опыления бутонов с последующей изоляцией и маркировкой, отличающийся тем, что за день до раскрытия цветка в стадии окрашенного бутона осуществляют кастрацию пыльников, после чего проводят гейтеногамное опыление пыльцой с раскрытого цветка этого же растения, покрывая рыльце пестика видимым слоем пыльцы, причем опыление осуществляют при температуре воздуха 25-30°C.
