Способ отбора дигаплоидных растений капусты белокочанной brassica oleracea устойчивых к сосудистому бактериозу

Авторы патента:

Монахос Сократ Григорьевич (RU)

Монахос Григорий Федорович (RU)

Зубко Ольга Николаевна (RU)

A01H1/04 - способы селекции

Владельцы патента RU 2709991:

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 биотехнологии. Изобретение представляет собой способ отбора дигаплоидных растений капусты белокочанной Brassica oleracea, устойчивых к сосудистому бактериозу, включающий межвидовую гибридизацию с последующим беккроссированием и отбором растений с устойчивостью к сосудистому бактериозу, где межвидовую гибридизацию проводят между амфидиплоидным видом горчицы эфиопской В. carinata и тетраплоидной капустой белокочанной В. oleracea, получают отдаленные F₁-гибриды, а затем путем беккроссирования F₁-гибридов тетраплоидными линиями капусты белокочанной В. oleracea получают популяцию ВС₁, после чего BC₁ также беккроссируют тетраплоидными линиями капусты белокочанной и получают популяцию ВС₂, проводят отбор растений с устойчивостью к сосудистому бактериозу. Изобретение позволяет отобрать дигаплоидные растения капусты белокочанной Brassica oleracea, устойчивые к сосудистому бактериозу. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для ускорения селекционного процесса.

Известны способы половой (Frontiers in Plant Science, 8, 2017, P. 1-16. doi:10.3389/fpls.2017.01255), (Euphytica, 204(1), 2015, P. 149-162. doi:10.1007/s 10681-015-1352-0) и соматической (Theoretical and Applied Genetics, 91(8). 1995, P. 1293-1300. doi:10.1007/bf00220944) гибридизации линий-доноров (источников) устойчивости В. carinata с диплоидными сортами и линиями В. oleracea с целью передачи генов устойчивости к сосудистому бактериозу (одному из наиболее вредоносных заболеваний капустных культур).

Половая гибридизация диплоидного В. oleracea с аллотетраплоидным В. carinata родственным видом проходит с большим трудом, для получения F₁-гибридов требуется применение технологии спасения зародышей. Полученные как половым, так и соматическим путем F₁-гибриды являются амфигаплоидами (2n=26, ВСС), и, как правило, стерильны, поэтому получение потомства от самоопыления таких растений невозможно, а проведение беккроссов осложнено.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков относится способ (Euphytica, 28(2), 1979, Р. 257-266. doi:10.1007/bft)0056583) гибридизации Brassica napus (2n=38) × Brassica oleracea (2n=18 и 2n=36) с целью передачи генов устойчивости к киле. Из 19 полученных межвидовых гибридов 3 являлись 28-хромосомными растениями, полученными в комбинации скрещивания В. napus × В.oleracea (2n=18), 15 растений с соматическим числом хромосом 37 между В. napus × В.oleracea (2n=36). Дальнейшее беккроссирование всех F₁-гибридов проводили диплоидными линиями капусты. Для основных исследований были выбраны 28-хромосомные F₁-гибриды и их 18-хромосомные ВС₁-потомства. Авторами было высказано предположение, что для дальнейшей работы могут быть использованы 37-хромосомные F₁-гибриды и их ВС₁-потомства, а их единственный недостаток - большое число хромосом, можно решить, получив растения с гаметным числом хромосом в культуре изолированных микроспор. Однако при этом у разработчиков данной технологии (Canadian Journal of Genetics and Cytology, 17(4), 1975, P. 655-666. doi:10.1139/g75-081, Canadian Journal of Botany, 55(10), 1977, P. 1383-1388. doi:10.1139/b77-l60) опыт завершился неудачей.

Заявляемое изобретение направлено на решение проблемы интрогрессии целевых генов (генов устойчивости к Xanthomonas campestris pv. campestris (Pammel) Dowson (Xcc) (возбудитель сосудистого бактериоза) и возбудителям других болезней) из амфидиплоидных видов Brassica в диплоидные.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в создании F₁-гибридов диплоидных Brassica oleracea с генетической устойчивостью к сосудистому бактериозу и другим болезням.

Для решения указанной проблемы и достижения заявленного результата Способ создания диплоидных линий капусты белокочанной Brassica oleracea устойчивых к сосудистому бактериозу, включающий межвидовую гибридизацию с последующим беккроссированием и отбором растений с целевым признаком, межвидовую гибридизацию проводят между амфидиплоидным видом горчицы эфиопской В. carinata и тетраплоидной капустой белокочанной В.oleracea, т.е. диплоидный вид-реципиент переводят на тетраплоидный уровень и используют в гибридизации с аллотетраплоидным (полиплоидным) видом-донором с целевыми генами при сопровождении технологией спасения зародышей получают отдаленные (межвидовые) F₁-гибриды, а затем путем беккроссирования F₁-гибридов тетраплоидными линиями капусты белокочанной В.oleracea популяцию ВС₁, после чего ВС₁ также беккроссируют тетраплоидными линиями капусты белокочанной и получают популяцию ВС₂, проводят отбор растений с целевым признаком, затем за счет гаплоидизации резистентных полиплоидных растений ВС₂ производят редукцию числа хромосом полиплоидных растений, отбирают растения-регенеранты с целевым геном/признаком и видовым числом хромосом исходного диплоидного вида-реципиента, получая диплоидные устойчивые к сосудистому бактериозу растения.

Предложенный способ поясняется схемой создания диплоидных растений В. oleracea устойчивых к сосудистому бактериозу,

где: КИМ - культура изолированных микроспор;

R - устойчивость;

Хсс - Xanthomonas campestris pv. campestris (Pammel) Dowson (возбудитель сосудистого бактериоза).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления способа

Пример осуществления способа.

Получение F₁-гибридов.

Проводили реципрокные скрещивания тетраплоидной линии капусты белокочанной В.oleracea (СССС, 2n=36) и линии PI 199947 горчицы эфиопской В.carinata (ВВСС, 2n=34). В результате скрещивания были получены два межвидовых гибрида, В. oleracea × В.carinata и В. carinata × В.oleracea, с применением технологии спасения зародышей в культуре семяпочек/зародышей по методике (Euphytica, 18(3), 1969, Р. 425-429. doi:10.1007/bf00397792). F| имели промежуточную морфологию родителей, устойчивость к 1, 3, и 4-й расам Хсс (испытания проводили на искусственном инфекционном фоне согласно European Journal of Plant Pathology, 104(8), 1998, P. 821-827. doi:10.1023/a: 1008642829156), 2n=35 (препараты готовили из кончиков корней методом, описанном Molecular Cytogenetics, 7(1), 21, 2014, doi:10.1186/1755-8166-7-21). Для дальнейшей работы был выбран гибрид, где в качестве материнского компонента скрещивания была использована капуста белокочанная.

Получение популяций ВС₁.

Далее межвидовой гибрид беккроссировали тетраплоидной линией капусты белокочанной. В результате было получено 13 растений, 6 проявили устойчивость к 1, 3 и 4 расам Хсс, 2n=34…36. Для производства ВС₂ выделили два фертильных и одно стерильное, устойчивых растений с 2n=36.

Получение ВС₂

Растения ВС₁ беккроссировали тетраплоидными линиями капусты белокочанной и получили 42 растения, в реципрокных скрещиваниях - 15. Из ВС₂-популяции выбрали 5 устойчивых к трем расам, число хромосом у всех составляло 36.

Производство дигаплоидных растений из ВС₂

С использованием 5-и устойчивых к сосудистому бактериозу растений ВС₂ в культуре изолированных микроспор получены 61 растений-регенерантов, из них 5 устойчивых к 3-м расам Хсс. У отобранных на искусственном инфекционном фоне растений число хромосом варьировалось в пределах 2n=18…36 (Табл. 1).

Как видно из таблицы 1, число устойчивых к Хсс растений составляет 10% от общего числа полученных генотипов. Из 5-ти полученных в культуре изолированных микроспор растений только одно оказалось тетраплоидным, остальные с уровнем плоидности приближенным к диплоидному состоянию и одно с 2n=18, что полностью соответствует видовому числу хромосом В.oleracea.

Таким образом, с помощью производства дигаплоидов из тетраплоидных растений возможно получить 18-ти хромосомные растения капусты белокочанной.

Технико-экономические преимущества изобретения по сравнению с прототипом это сокращение временного промежутка интрогрессии генов устойчивости к сосудистому бактериозу из В. carinata в В.oleracea (4 года, по сравнению с классической гибридизацией диплоидными линиями - 7 лет).

Способ отбора дигаплоидных растений капусты белокочанной Brassica oleracea, устойчивых к сосудистому бактериозу, включающий межвидовую гибридизацию с последующим беккроссированием и отбором растений с устойчивостью к сосудистому бактериозу, отличающийся тем, что межвидовую гибридизацию проводят между амфидиплоидным видом горчицы эфиопской В. carinata и тетраплоидной капустой белокочанной В. oleracea, получают отдаленные F₁-гибриды, а затем путем беккроссирования F₁-гибридов тетраплоидными линиями капусты белокочанной В. oleracea получают популяцию ВС₁, после чего BC₁ также беккроссируют тетраплоидными линиями капусты белокочанной и получают популяцию ВС₂, проводят отбор растений с устойчивостью к сосудистому бактериозу.

Изобретение относится к области биотехнологии. Способ отбора растений клевера лугового с высокой семенной продуктивностью включает отбор по максимальным показателям междоузлий, числу генеративных стеблей и цветущих головок, где дополнительно осуществляет отбор цветков ярко-розовой и ярко-красной окраски и длины трубочки венчика не более 7-7,5 мм.

Способ отбора светолюбивых генотипов яровой пшеницы // 2694197

Изобретение относится к области биотехнологии и представляет собой способ отбора светолюбивых генотипов яровой пшеницы, заключающийся в измерении интенсивности фотосинтеза листьев (ИФ), при этом измерения проводят с 9:00 до 11:00 часов дня с помощью переносного газоанализатора марки LI-6400 XT, измерительную камеру которого прикрепляют к листу растения, где в измерительной камере устанавливают поочередно следующие режимы освещения: низкий - 300 мкмоль/м2с, оптимальный - 1000 мкмоль/м2с и высокий - 1800 мкмоль/м2с, для измерения выбирают флаговые листья в фазу молочной спелости зерновок, при этом светолюбивыми признаются генотипы яровой пшеницы, у которых при уровне освещения 1800 мкмоль/м2с ИФ увеличивается на 15% или более по сравнению с ИФ при освещении 1000 мкмоль/м2с, а при уровне освещения 300 мкмоль/м2с ИФ снижается на 50% или менее по сравнению с ИФ при освещении 1000 мкмоль/м2с.

Способ отбора культурного льна на устойчивость ко льноутомлению для разных зон его возделывания // 2690452

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ отбора форм культурного льна на устойчивость ко льноутомлению для разных зон его возделывания, включающий приготовление в лаборатории инокулюма, обогащенного собственными токсинами льна, внесение его в почву, посев семян, выращивание растений, проведение оценки на устойчивость, отбор устойчивых растений, при этом приготовление инокулюма осуществляют путем замачивания семян здоровых растений льна водой с добавлением небольшой навески почвы, взятой с опытного участка, из расчета обработки 1 м2 участка используют 700 семян на 2 л водопроводной воды с добавлением 100 г почвы, оставления смеси для микробиологического гидролиза и брожения при комнатной температуре до окончания выделения газов из гидролизата, представляющего собой перебродившую водную взвесь ослизненных семян льна, внесение инокулюма в почву осуществляют путем равномерного полива опытного участка полученным гидролизатом на глубину заделки семян до посева или при посеве и дополнительно во время вегетации на той фазе развития растений льна, преимущественно на которой проявляется льноутомление в конкретной зоне возделывания: в фазу всходов, «елочки», бутонизации, цветения, формирования семян или их налива.

Способ разделения, выделение и характеристики стевиолгликозидов // 2688669

Настоящее изобретение относится к способу получения комбинации стевиолгликозидов, используемых в качестве подсластителей в пищевой промышленности. Предложен способ получения комбинации двух или нескольких стевиолгликозидов, включающий экстракцию листьев стевии горячей водой, очистку общего экстракта и разделение комбинации двух или нескольких стевиолгликозидов методом непрерывной хроматографии, где непрерывную хроматография осуществляется с использованием градиентного элюирования двумя или более растворителями, и градиента температуры, где два или более растворителей содержат воду, и где комбинация двух или несколько стевиолгликозидов содержит менее чем 25% по массе ребаудиозида А.

Способ оценки устойчивости мягкой пшеницы к наночастицам тяжелых металлов // 2688478

Изобретение относится к области физиологии и нанобиотехнологии растений. Способ включает выращивание растений в присутствии тяжелых металлов меди и никеля и последующую оценку устойчивости.

Способ оценки и отбора высокоурожайных генотипов сои по устьичной проводимости паров воды // 2685151

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ оценки и отбора высокоурожайных генотипов сои по устьичной проводимости паров воды листьев, включающий определение устьичной проводимости листьев по измерению проводимости паров воды на центральной листовой пластине тройчатого листа, расположенного на 4 сверху узле главного побега растений сои в фазу плодообразования, при этом измерения проводят с 8:00 до 11:00 часов дня с помощью переносного газоанализатора марки LI-6400 XT и отбирают формы со значениями устьичной проводимости паров воды на 25% больше от средней по оцениваемой выборке.

Способ создания искусственных токсинных фонов в поле для оценки культурного льна на льноутомление // 2681292

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в селекции льна на устойчивость к льноутомлению. Способ включает наработки токсина в лабораторных условиях и последующее равномерное его распределение по поверхности почвы опытного участка.

Способ отбора материнских растений picea pungens engelm., продуцирующих семенное потомство с разным уровнем стабильности генетического материала и лучшими морфометрическими показателями // 2681105

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ отбора материнских растений Picea pungens Engelm., продуцирующих семенное потомство с разным уровнем стабильности генетического материала, включает сбор и проращивание семян фенотипически здоровых материнских растений Picea pungens Engelm., приготовление из корешка каждого проростка длиной 0,5-1 см постоянно-давленного микропрепарата, анализ не менее 19 (нечетное количество) микропрепаратов и не менее 300 клеток каждого микропрепарата по следующим цитогенетическим показателям каждого микропрепарата: «митотический индекс с учетом стадии профазы», «митотический индекс без учета стадии профазы», «% клеток в профазе», «% клеток в метафазе», «% клеток в анафазе», «% клеток в телофазе», «уровень патологий митоза»; сравнение полученных значений цитогенетических показателей со значениями для мутабильной или слабомутабильной групп; если более 3 показателей оказались в слабомутабильной группе, то и проросток относят к слабомутабильной группе, а если 3 и менее, то к мутабильной; если не менее половины проростков оказались в слабомутабильной группе, уровень стабильности генетического материала материнского растения оценивается как высокий, если менее - то как низкий.

Способ повышения семенной продуктивности люцерны // 2679837

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.

Способ отбора растений пшеницы с высокой продуктивностью // 2676000

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.