Патент на изобретение №2300193

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ У ДЛИННОДНЕВНЫХ ЗЛАКОВЫХ РАСТЕНИЙ ФОРМ РАЗЛИЧНОЙ СКОРОСПЕЛОСТИ И ФОТОПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу отбора скороспелых слабочувствительных и позднеспелых сильночувствительных к фотопериоду форм злаковых растений. Выращивают гибридные популяции в условиях короткого дня. Отбор форм различной скороспелости и фотопериодической чувствительности проводят в фазе выхода в трубку. Измеряют у полностью сформировавшихся листьев 4-6 ярусов 10-15-дневного возраста оптический коэффициент поглощения падающего монохроматического излучения в диапазоне длин волн 730-740 нм и дифференцируют растения по величине этого коэффициента при длине волны 730 нм. Растения с наиболее высоким коэффициентом поглощения относят к скороспелым слабочувствительным к фотопериоду формам, а с наиболее низким – к более позднеспелым сильночувствительным к фотопериоду формам. Изобретение позволяет эффективно выделить генотипы с ценными хозяйственными признаками. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к растениеводству и селекции сельскохозяйственных растений и может быть использовано в селекционном процессе для отбора скороспелых слабочувствительных и позднеспелых сильночувствительных к фотопериоду форм растений.

Известен способ отбора ранне- и позднеспелых генотипов кукурузы, по которому регистрируется динамика роста корней и побегов, при этом к ранне- и позднеспелым относят, соответственно, генотипы, для которых разность акрофаз у этих органов близка к нулю и 12 часам [1].

Однако данный способ является сложным и трудоемким, так как необходимо изучать динамику роста не только побега, но и корня каждого проросшего семени в околосуточном цикле.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ отбора форм пшеницы различной скороспелости и фотопериодической чувствительности, который осуществляется посредством выращивания растений пшеницы в условиях короткого дня до появления колоса из влагалища флагового листа и последующего отбора из гибридной популяции ранне- и поздне выколосившихся растений, которые дифференцируют, соответственно, как скороспелые слабочувствительные и позднеспелые сильночувствительные к фотопериоду формы [2].

Недостатком этого способа также является трудоемкость ввиду необходимости постоянного проведения фенологических наблюдений каждого растения в отдельности и использования значительного количества растений для оценки гибридной популяции, производимой визуально по внешним признакам начала колошения.

Цель изобретения – ускорение отбора растений и снижение трудоемкости.

Поставленная цель в предлагаемом способе достигается посредством выделения из гибридных популяций, выращиваемых в условиях короткого дня, нужных форм в фазе выхода в трубку, и измерения у полностью сформировавшихся листьев 4-6 ярусов 10-15-дневного возраста величины оптического коэффициента поглощения падающего монохроматического излучения в диапазоне длин волн 730-740 нм и последующей дифференциации растений при длине волны 730 нм с более высоким коэффициентом поглощения как скороспелые слабочувствительные к фотопериоду формы и с более низким – как более позднеспелые сильночувствительные формы.

Предлагаемое изобретение характеризуется следующими существенными признаками:

– проводят выделение форм растений в фазе выхода в трубку;

– измеряют оптический коэффициент поглощения падающего монохроматического излучения в диапазоне длин волн 730-740 нм (в области фитохрома Р₇₃₀) у полностью сформировавшихся листьев 4-6-го ярусов 10-15-дневного возраста;

– дифференцируют растения при длине волны 730 нм, при этом растения с наиболее высоким коэффициентом поглощения относят к скороспелым слабочувствительным, имеющим доминантные гены Ppd, a с наиболее низким – к более позднеспелым сильночувствительным к фотопериоду формам, обладающим рецессивными генами ppd.

Предлагаемое техническое решение соответствует изобретательскому уровню, так как разработанный способ не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Выявленная совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в ускорении отбора за счет проведения отбора в условиях короткого дня на более ранней фазе развития – в фазе выхода в трубку на полностью сформировавшихся листьев 4-6 яруса 10-15-дневного возраста и снижении трудоемкости за счет уменьшения количества фенологических наблюдений исследуемых растений.

Пример. Экспериментальную проверку заявляемого технического решения проводили в Пушкинских лабораториях ВИР (Ленинградская область). Изучали скороспелую слабочувствительную к фотопериоду линию яровой мягкой пшеницы с сильным доминантным геном Ppd^S и более позднеспелую сильночувствительную к фотопериоду линию ФЧЛ 2, имеющую только рецессивные гены ppd⁰ (Фиг.1).

Растения выращивали на дерново-подзолистой почве в пластиковых 5-литровых вегетационных сосудах в условиях короткого 12-часового фотопериода.

Перед посевом семена обрабатывали водным раствором перманганата калия (100 мг/л) против патогенной микрофлоры в течение одного часа. Затем для получения дружных всходов их проращивали в чашках Петри на влажной фильтровальной бумаге при комнатной температуре в течение 2 сут. В сосуд высаживали по 10 нормально развитых проростков по его периметру на одинаковом расстоянии друг от друга. Удобрение и полив проводили в оптимальном для пшеницы режиме.

В фазе выхода в трубку у полностью сформировавшихся листьев 4-6 ярусов листьев пшеницы 10-15-дневного возраста регистрировали оптический коэффициент поглощения падающего монохроматического излучения на компьютеризированном автоматизированном спектрофотометрическом устройстве СПЕФОТ в диапазоне длин волн 730-740 нм. Измерения проводили в 3-кратной повторности.

Дифференциацию изученных доминантной линии (1.1) и рецессивной линии ФЧЛ 2 (2.1) проводили по величине коэффициента поглощения при длине волны 730 нм (фиг.2). На фиг.2 видно, что наибольшие различия в величинах коэффициента поглощения наблюдаются при длине волны 730 нм. Наиболее высокий коэффициент поглощения наблюдается у скороспелой слабочувствителной линии с сильным доминантным геном Ppd^S, а наиболее низкий – у более позднеспелой сильночувствительной рецессивной линии ФЧЛ 2 (ppd⁰).

В области этой длины волны находится максимум поглощения активной формы фитохрома Р₇₃₀, которая содействует цветению длиннодневных растений. По-видимому, у листьев 4-6 яруса более скороспелой слабочувствительной линии с сильным доминантным геном Ppd^S образуется большее количество фитохрома P₇₃₀, т.е. выше коэффициент поглощения, чем у более позднеспелой сильночувствительной рецессивной линии ФЧЛ 2 (ppd⁰).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет отбирать одновременно скороспелые слабочувствительные и позднеспелые сильночувствительные к фотопериоду формы пшеницы и других длиннодневных злаковых растений.

Кроме того, предлагаемый способ ускоряет селекционный процесс за счет использования в скрещиваниях заведомо более скороспелых и более позднеспелых растений в год отбора, так как отбор их осуществляется в фазу выхода в трубку.

Применение данного способа в селекции длиннодневных злаковых растений позволит эффективно выделять генотипы с ценными хозяйственными признаками: скороспелость и фотопериодическая чувствительность.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1419615, А01Н 1/04, 1988.

2. Патент Российской Федерации №2065697, А01Н 1/04, 1996 (прототип).

Формула изобретения

1. Способ определения у длиннодневных злаковых растений форм различной скороспелости и фотопериодической чувствительности, включающий выращивание гибридных популяций в условиях короткого дня и выделение из них нужных форм, отличающийся тем, что выделение форм из гибридной популяции проводят в фазе выхода в трубку, дифференцируя их по величине оптического коэффициента поглощения падающего монохроматического излучения при длине волны 730 нм у полностью сформировавшихся листьев 4-6 ярусов 10-15-дневного возраста, при этом растения с наиболее высоким коэффициентом поглощения относят к скороспелым слабочувствительным, а с наиболее низким – к более позднеспелым сильночувствительным к фотопериоду формам.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптический коэффициент поглощения падающего монохроматического излучения измеряют в диапазоне длин волн 730-740 нм.

РИСУНКИ