Способ индуцирования мутаций у растений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 231080 (21) 2996639/30-15 (51) JA Кл с присоединением заявки H9A 01 N 1/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретениИ и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1 1.81. Бюллетень 89 44

Дата опубликования описания 3011.81

<54 631.Ь2 (088.8) (72) Автор изобретения

Н. Ф. Санаев

Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИНДУЦИРОВАНИЯ МУТАЦИЙ

У РАСТЕНИЙ

Изобретение относится к генетике и селекции растений.

Известно, что высокой мутагенной активностью обладают многие химические соединения, действие .которых проверено на различных видах растений. Причем среди них достаточно эффективными оказываются вещества биогенного происхождения. Комплекс биологически активных веществ содержится в соках и выделениях растений. С учетом этого установлена воэможность использования в качестве мутагенного фактора растительных экстрактов.

Известен способ замачивания семян одних видов в экстрактах, выделенных из разрушенной пыльцы других видов растений (13.

Недостатком его является то, что 20 в процессе приготовления экстракта используют эфир с целью обезжиривания и проводится высушивание. В результате этого инактивизируются Многие биологически активные йомпоненты содержимого пыльцы.

Известен способ инфильтрации, заключающийся в обработке колосьев на корню перед цветением водными экстрактами из разрушенных ЗО генеративных органов или пыльцы при различных экспозициях (23.

Однако этот способ пригоден в основном для зерновых культур с компактным расположением цветков.

Известен также способ инъекции чужеродных экстрактов в семена или органы вегетирующих растений (3).

При этом способе экстракт можно вводить в уже сформировавшиеся ткани и затруднительно проводить инъекцию в генеративйые органы. Способ более применим для крупноплодных растений, таких как дыня, тыква, огурцы и т.д.

Цель изобретения — расширение спектра вызываемых мутаций.

Поставленная цель достигается тем, что проростки одного сорта (вида) растений, находящиеся в фазе активного роста (1 этап органогенеза), когда идет интенсивное деление клеток и синтез биологически активных веществ (нуклеиновых кислот и др.), растирают в фарфоровой ступке с добавлением небольшого количества дистиллированной воды(1-2 мп). Затем из полученной гемогенной массы отде.ляют жидкую фракцию путем фильтрования или центрифугирования, которую разбавляют водой с учетом прежней до884649 бавки в соотношениях 1:1, 1:2, 113.

В этом экстракте проращивают семена другого сорта (вида) растений до формирования семядольных листочков.

tI р и м е р. Из проростков высокоалкалоидного и скороспелого сорта люпина Беняконский 335 получают экстракт из расчета одного объема сока одного, двух или трех объемов дистиц лированной воды. В Фарфоровых растильнях на фильтровальной бумаге, смоченной данным экстрактом взятых 1© концентраций, при оптимальной температуре (15o С) в течение 5 дн проращивают семена сравнительно поздне" спелого сорта Беняконский 484. Затем проросшие семена высеивают в откры«15 тый грунт широкорядным способом (10 см между растениями в ряде и

40 см между рядами) на глубине 3 см.

Влияние экстракта одного сорта люпина на изменчивость растений дру- 2О гого сорта оценивают по закономерностям роста и развития, проявлению морфофизиологических и биохимических признаков в год обработки семян и последующих поколениях. 25

Проведенная серия опытов показывает, что растения люпина сорта Беняконский 484 изменяются уже в год обработки семян близ кородственным растительным экстрактом (РБЭ) . При этом установлена зависимость степени изменчивости растений от концентрации применяемого экстракта (табл. 1) .

Влияние РБЭ сказывается на изменчивости растений1люпина во втором поколении. Даже под воздействием низ- З5 кой концентрации экстракта (1:3) число измененных форм по сравнению с контролем увеличивается в 7 раз. В варианте с применением средней концентрации экстракта (1:2) их сказы- 49 вается 1,23% (в контроле 0,09%,) и еще больше в опыте с концентрацией

1:1 — 3,.433. Среди них выделены высокорослые, ветвистые, с утолщенным стеблем, гофрированными листьями, 4 раннеспелые и др. Показатели влияния

РБЭ на спектр и частоту иэменчивостй растений узколистного люпина сорт

Беняконский 484 приведены в табл. 2, Влияние РБЭ На возникновение форм О с низким содержанием алкалоидов у люпина сорт Беняконский 484 видно из табл. 3 ..

Т аким о бр аз ом, экстракты, выделенные из проростков высокоалкалоидного и скороспелого сорта люпина Беняконского 335, способны вызвать мутаген-. ный эффект у другого позднеспелого сорта Беняконского 484.

Причем тем заметнее он проявляется, чем больше концентрация экстракта. Это влияние, по-видимому, обусловлено за счет алкалоидов и других биологически активных веществ, содержащихся в экстракте растений.

В отличие от ряда хемомутагеновузкоспециализированных веществ, обладающих специфическими свойствами усиливать изменчивость растений в пределах вида или рода и нашедших широкое применение в селекции, растительный экстракт действует преимущественно мягче и, как правило, разнообразнее.

Под его влиянием резко возникают тераты или изменения с повреждающим эффектом.

С помощью растительного экстракта индуцированы формы люпина, как быстрорастущие, скороспелые, низкоалкалоидные и высокопродуктивные, пред- ставляющие ценный исходный материал для селекции.

Предлагаемый способ получения практически ценных мутантов с использованием различных концентраций растительного экстракта применим для других видов сельскохозяйственных культур. Бобовые растения, как известно, отличаются высокой отзывчивостью к воздействию мутагенных факторов, что объясняется их биологическими особенностями. Большинство Робовых культур, в том числе горох, бобы, люпин и др. относятся K крупносеменным.

Эти растения длительный период (вплоть до V этапа органогенеза) могут развиваться за счет запасных питательных веществ семян. Поэтому важно повлиять мутагенами на семена, вызы"вая в них изменения биохимизма запасных питательных веществ, что может уже в первый год воздействия сказаться на изменчивости морфологических и других признаков растений.

Мутагенный эффект растительного экстракта вызывается за счет биологически активных компонентов, которые трансформируются через стенки семени.

Механизм данного процесса пока еще не изучен в связи с его сложностью.

Однако предлагаемый способ экспериментального мутагенеза может быть рекомендован с целью индуцирования хозяйственно-ценных форм для селекции.

88464

Т а блица 1

Концентрация экстракта в том числе с изменениями

472

3 0,63 0,26

29 6,7010, 94

11 2, 9010, 92

6 1,22+0,55

360

1:2

397

1:3

489

Из них с изм

Тип изменений нениями, стебля семян листьев число ранее созревание увеличенный размер гофрированность высокорослость утолщеность

0,09+ 0

0,01. О

О 2050

О

О

3,431 18

0,40

1з 1 1480

10

1:2 1574

1,23 9

0,39

0,70т 5

0,25

1: 3 1591

Таблица 3

В том числе из них низ коалкалоидных, Исследовано растений

Концентрация экстракта число

2050

1,8З Z 0,1З

0,76 + 0,02

1480

1574

1:2

О.

1595

1:3

Кон-:. цент-1 рация экстра кта

Исследовано растений

Исследовано растений ветвистость толстых

Таблица 2i

884643

Формула изобретения

1 ° Способ индуцирования мутаций у растений путем их обработки растительными экстрактами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения спектра вызываемых мутаций из проростков растений извлекают экстракт, в котором проращивают семена другого сорта до формирования семядольных листочков.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю-. шийся тем, что выделенный экстракт используют в разбавлении дистиллированной водой в соотношениях

1:1, 1:2, 1:3.

Йсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Индуцирование мутаций биологи ческими мутагенами. Л., 1972. с. 45 °

2. Там же, с. 22.

3. Там же, с. 5 (прототип).

Составитель Т. Прохорова

Редактор Н. Кешеля Техред С,Мигунова корректор C - %омах

Заказ 10304/3 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4