Способ повышения семенной продуктивности люцерны

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2679837:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В.Р. Вильямса" (ФНЦ "ВИК им. В.Р. Вильямса") (RU)

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ повышения семенной продуктивности люцерны, включающий скрещивание родительских пар с использованием доноров рецессивных генов, контролирующих фенотипический признак - соцветие типа «цветная капуста» с полной мужской и женской стерильностью, где в качестве материнской используют фертильную форму - донор, образующий при макроспорогенезе порядка 50% женских гамет, содержащих рецессивные гены, из полученных гибридных семян выращивают растения F₁ и в фазу цветения отбирают формы, имеющие отцовскую окраску лепестков венчика, эти растения подвергают естественному опылению насекомыми, после созревания бобов определяют семенную продуктивность каждого растения и выявляют образцы с самым высоким показателем данного признака, отобранные растения после срезки, последующего отрастания и цветения подвергают принудительному самоопылению или переопылению между собой, из полученных семян выращивают растения I₁ или F₂, в фазу цветения и плодообразования которых отбирают только формы с отцовским фенотипом, эти образцы обладают высокой семенной продуктивностью. Предложенный способ позволяет повысить семенную продуктивность люцерны. 1 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции люцерны.

В настоящее время для повышения семенной продуктивности растений используют широкий спектр способов: поликросс, межсортовую и межвидовую гибридизацию, инцухт, отбор форм с легким триппингом цветков, рекуррентный отбор и т.д. [1]

Недостатком вышеперечисленных способов является то, что образцы люцерны с высокой семенной продуктивностью, созданные с их помощью, обладают низкой константностью данного признака в потомстве. Установлено, что отбор лучших растений с высокой семенной продуктивностью в пределах отдельных сортов не дает хороших результатов. Это обусловлено тем, что семенная продуктивность - количественный признак и контролируется он полимерными генами, которые у видов люцерны Medicago sativa L., М. varia Mart., M. falcata L. - факультативных перекрестников - находятся в гетерозиготном состоянии. Чем больше гетерозиготность, тем меньше константность признака в потомстве.

Известен способ маркирования сортов популяций люцерны [2], в котором при гибридизации родительских пар в качестве отцовской формы используют донор маркерных признаков - аномальных для люцерны соцветий - сложная кисть и «цветная капуста» (последняя обладает полной мужской и женской стерильностью). Этот признак контролируют два рецессивных гена при нахождении в гомозиготном состоянии.

Недостатком данного способа является то, что данные гены используются ограниченно, только для создания популяции растений люцерны с маркерными признаками.

Цель изобретения: создание образцов люцерны с повышенной семенной продуктивностью и высокой константностью этого признака.

Поставленная цель достигается тем, что способ создания образцов люцерны с повышенной семенной продуктивностью включает скрещивание родительских пар с использованием доноров рецессивных генов, контролирующих фенотипический признак - соцветие типа «цветная капуста» с полной мужской и женской стерильностью. В качестве материнской используют фертильную форму - донор с генотипом, образующим при макроспорогенезе порядка 50% женских гамет, содержащих рецессивные гены полной мужской и женской стерильности, получают в F₁ растения с генотипами, образовавшимися при оплодотворении с их участием, у которых семенную продуктивность контролируют полимерные гены гамет отцовской формы, последние проявляются фенотипически и подставляются под действие отбора, что позволяет выявлять среди них образцы с высокой семенной продуктивностью и через принудительное самоопыление или переопыление между собой получать в поколении I₁ или F₂ растения с отцовским фенотипом и генотипом, а также усиленной константностью этого признака через увеличение гомозиготности.

Способ осуществляется следующим образом: в качестве материнской используют фертильную форму - донор, имеющую фенотипические отличия от отцовской в том числе по окраске лепестков венчика. На рыльца пестиков цветков материнской формы наносят шпателем пыльцу отцовской формы. Из полученных гибридных семян выращивают растения F₁ и в фазу цветения отбирают формы, имеющие чисто отцовскую окраску лепестков венчика. Эти растения в равных условиях подвергаются естественному опылению насекомыми. После созревания бобов определяют семенную продуктивность каждого растения и выявляют образцы с самым высоким показателем данного признака. Отобранные растения после срезки, последующего отрастания и цветения подвергают принудительному самоопылению или переопылению между собой. Из полученных семян выращивают растения поколения I₁ или F₂, в фазу цветения и плодообразования которых отбирают только формы с отцовским фенотипом. Эти образцы наряду с высокой семенной продуктивностью обладают повышенной константностью данного признака.

Пример. Создание образцов с высокой семенной продуктивностью и повышенной константностью этого признака из сорта Павловская 7 (Medicago falcata L.). Для растений этого сорта характерны следующие фенотипические признаки: 1) желтая окраска лепестков венчика; 2) бобы серповидной формы; 3) стебли тонкие. В качестве материнской использовали фертильную форму - донор, у которой при макроспорогенезе образуется порядка 50% женских гамет с рецессивными генами, контролирующими полную мужскую и женскую стерильность, имеющую сиреневую окраску лепестков венчика, бобы завиток, стебли толстые. На рыльца пестиков цветков материнской формы наносили шпателем пыльцу с растений отцовской формы, отобранных из травостоя популяции сорта Павловская 7 с хорошей семенной продуктивностью (порядка 5-8 грамм).

Из полученных семян выращивали растения поколения F) и в фазу цветения отбирали формы, имеющие чисто отцовскую окраску лепестков (желтую). Эти растения в равных условиях подвергали естественному опылению насекомыми. После созревания бобов определяли семенную продуктивность каждого растения и выявляли лучшие по этому показателю. Эти растения после срезки и последующего отрастания в фазу цветения подвергали принудительному (искусственному) самоопылению или переопыляли между собой. Из полученных семян выращивали растения поколения I₁ или F₂ и в фазу цветения и плодообразования отбирали формы с фенотипом, присущим только отцовской форме, с высокой семенной продуктивностью, которые обладали повышенной константностью этого признака из-за гомозиготности или уменьшенной гетерозиготности по полимерным генам, контролирующим его.

В результате предложенным способом получены образцы люцерны желтой из сорта Павловская 7 с семенной продуктивностью от 11,0 до 17,4 грамм на растение и повышенной константностью этого признака.

Таким образом, способ позволяет выявлять из популяции отцовской формы растения с генотипами, содержащими набор полимерных генов, контролирующих высокую семенную продуктивность и усиливать константность этого признака через уменьшение гетерозиготности отобранных генотипов по этим генам.

Источники информации

1. Селекция и семеноводство многолетних трав. - М., 2005. - с. 88-93.

2. Патент 2582267 РФ, МПК А01Н 1/04. Способ маркирования сортов-популяций люцерны / Соложенцев П.Д. (RU), Агафодорова M.H. (RU) - 2014143136/10; заявлено 28.10.2014; опубл. 20.04.2016. Бюл. №11.

Способ повышения семенной продуктивности люцерны, включающий скрещивание родительских пар с использованием доноров рецессивных генов, контролирующих фенотипический признак - соцветие типа «цветная капуста» с полной мужской и женской стерильностью, отличающийся тем, что в качестве материнской используют фертильную форму - донор, образующий при макроспорогенезе порядка 50% женских гамет, содержащих рецессивные гены, из полученных гибридных семян выращивают растения F₁ и в фазу цветения отбирают формы, имеющие отцовскую окраску лепестков венчика, эти растения подвергают естественному опылению насекомыми, после созревания бобов определяют семенную продуктивность каждого растения и выявляют образцы с самым высоким показателем данного признака, отобранные растения после срезки, последующего отрастания и цветения подвергают принудительному самоопылению или переопылению между собой, из полученных семян выращивают растения I₁ или F₂, в фазу цветения и плодообразования которых отбирают только формы с отцовским фенотипом, эти образцы обладают высокой семенной продуктивностью.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает определение вегетативной массы побега и массы зерна колоса в фазу полной спелости, расчет удельного коэффициента пропорциональной зависимости массы зерна колоса от вегетативной массы побега – коэффициента удельной продуктивности побега.

Способ дифференциации растений многолетних трав и некоторых видов растений - резерватов патогенов по признаку магнитной индукции // 2663601

Изобретение относится к области измерения магнитных величин слабых магнитных полей, амплитуда которых сравнима или значительно меньше амплитуды геомагнитного поля, в селекции у растений многолетних трав и некоторых видов растений - резерватов патогенов.

Способ отбора материнских растений rhododendron ledebourii pojark., продуцирующих семенное потомство с разным уровнем стабильности генетического материала // 2662650

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ отбора материнских растений Rhododendron ledebourii Pojark., продуцирующих семенное потомство с разным уровнем стабильности генетического материала, включающий сбор и проращивание семян фенотипически здоровых материнских растений Rhododendron ledebourii Pojark., приготовление из корешка каждого проростка длиной 0,5-1 см постоянно-давленного микропрепарата, анализ следующих цитогенетических показателей каждого микропрепарата: «митотическая активность» как отношение числа делящихся клеток к общему числу подсчитанных клеток (%), «уровень патологий митоза» как отношение числа клеток с нарушениями митоза к общему числу делящихся клеток (%), «спектр патологий митоза» как отношение числа клеток с нарушением деления к числу делящихся клеток с аберрациями (%), «уровень клеток с остаточными ядрышками» на стадии метафазы-телофазы митоза как отношение числа клеток с остаточными ядрышками к общему числу клеток на указанных стадиях (%), «средняя площадь поверхности одиночных ядрышек» (в мкм2); где проводят анализ не менее 19 микропрепаратов и не менее 500 клеток каждого микропрепарата, «средняя площадь поверхности одиночных ядрышек» определяется по 200 клеткам на каждом микропрепарате, полученные значения цитогенетических показателей сравнивают со значениями для мутабильной или слабомутабильной группы, причем показатель «митотическая активность» относится к мутабильной группе при значении не более 8%, «уровень патологий митоза» - при значении более 2,5%, «спектр патологий митоза» - более 50%, «уровень клеток с остаточными ядрышками» - более 8%, «площадь поверхности одиночных ядрышек» - при значении не менее 76 мкм2, в противном случае показатели относятся к слабомутабильной группе; если более 2 показателей оказались в мутабильной группе, то и проросток относят к мутабильной группе, а если 2 и менее, то к слабомутабильной; если не менее половины проростков оказались в слабомутабильной группе, уровень стабильности генетического материала материнского растения оценивается как высокий, если менее - то, как низкий.

Новые растительные цис-регуляторные элементы для разработки патоген-чувствительных химерных промоторов // 2660569

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к изолированным цис-регуляторным элементам для придания промотору индуцируемости патогеном, химерному промотору, обладающему индуцируемостью патогеном, рекомбинантному гену для экспрессии в растительной клетке после контакта с патогеном, экспрессирующим вектору для повышения устойчивости растения к патогенам, где патоген представляет собой грибок или оомицет.

Способ оценки по цитогенетическим показателям качества семян rhododendron ledebourii pojark // 2654605

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ оценки по цитогенетическим показателям качества семян Rhododendron ledebourii Pojark., включающий сбор и проращивание семян фенотипически здоровых материнских растений Rhododendron ledebourii Pojark, приготовление постоянно-давленного микропрепарата из корешка каждого проростка длиной 0,5-1 см, анализ цитогенетических показателей каждого микропрепарата, таких как «митотическая активность» как отношение числа делящихся клеток к общему числу подсчитанных клеток (%), «доля клеток на стадии профазы митоза» (%) как отношение числа клеток в профазе к числу делящихся клеток, «доля клеток на стадии метафазы митоза» (%) как отношение числа клеток в метафазе к числу делящихся клеток, «доля клеток на стадии анафазы-телофазы митоза» (%) как отношение числа клеток в анафазе-телофазе к числу делящихся клеток, «уровень патологий митоза» как отношение числа клеток с нарушениями митоза к общему числу делящихся клеток (%), ядрышковые характеристики «уровень клеток с остаточными ядрышками на стадии метафазы-телофазы митоза» как отношение числа клеток с остаточными ядрышками к общему числу клеток на указанных стадиях (%) и «средняя площадь поверхности одиночных ядрышек» (мкм2), где сбор семян производят от каждого материнского растения в отдельности, проводят анализ не менее 19 микропрепаратов и не менее 500 клеток каждого микропрепарата, «средняя площадь поверхности одиночных ядрышек» определяется по 200 клеткам на каждом микропрепарате, полученные значения цитогенетических показателей сравнивают со значениями для мутабильной или слабомутабильной групп, причем показатель «митотическая активность» относится к мутабильной группе при значении не более 8%, «доля клеток на стадии профазы митоза» - при значении свыше 45%, «доля клеток на стадии метафазы митоза» - при значении свыше 25%, «доля клеток на стадии анафазы-телофазы митоза» - при значении не более 30%, «уровень клеток с остаточными ядрышками на стадии метафазы-телофазы митоза» - при значении свыше 8%, «средняя площадь поверхности одиночных ядрышек» - при значении от 76 мкм2 и более, в противном случае показатели относятся к слабомутабильной группе; если более 3 показателей оказались в мутабильной группе, то и проросток относят к мутабильной группе, а если 3 и менее - то к слабомутабильной; если не менее половины проростков оказались в слабомутабильной группе, качество семян материнского растения оценивается как высокое, если менее - то как низкое.

Способ определения потенциальной зимостойкости растений озимой мягкой пшеницы // 2652390

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает отбор семян на анализ, получение проростков и оценку признаков зимостойкости в срезах тканей проростков.

Применение нерастворимого соевого остатка - окары в качестве компонента питательной добавки для выращивания грибов рода "pleurotus" // 2650388

Изобретение относится к грибоводству, а именно к питательным добавкам, используемым для обогащения субстрата. Нерастворимый соевый остаток - окару с содержанием лигнинцеллюлозного комплекса в количестве 45,1% на сухое вещество и двухвалентного железа в количестве 6,5 мг/100 г, полученный при производстве соевого молока из семян сои сорта «Соната», применяют в качестве компонента питательной добавки для выращивания грибов рода «Pleurotus».

Способ определения засухоустойчивости растений // 2649015

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в селекции, семеноводстве, научной работе при оценке различных полевых культур к недостатку влаги.

Способ отбора клонов грецкого ореха при экологическом испытании // 2648151

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Сущность изобретения заключается в том, что плоды отбирают по крупности, массе, содержанию ядра, составляющего в пределах 48-54% и более, толщине скорлупы и содержанию питательных веществ, сравнивая со средними данными районированных сортов в 3-х различных экологических условиях.

Способ отбора наиболее продуктивных образцов риса // 2637366

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Изобретение представляет собой способ отбора наиболее продуктивных образцов риса.