Патент на изобретение №2324334
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОТБОРА РАСТЕНИЙ КОНОПЛИ ПО СОДЕРЖАНИЮ В НИХ КАННАБИНОИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
(57) Реферат:
Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве. Отбор растений на содержание каннабиноидных соединений проводят по антоциановой окраске вегетативных органов. Установлено, что чем интенсивнее антоциановая окраска растений, тем ниже содержание в них каннабиноидных соединений. Поэтому в качестве селекционной элиты используют растения только с темно-красной и красной окраской вегетативных органов. Это позволяет упростить процесс отбора, существенно сократить затраты труда, времени и материальных средств. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 6 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании конопли. Известен способ отбора растений конопли по содержанию в них каннабиноидных соединений, включающий анализ органов растений (Авторское свидетельство СССР №784838, кл. А01Н 1/4, 1979) [1]. Однако данный известный способ трудоемок. Известен способ отбора растений конопли по содержанию в них каннабиноидных соединений, включающий анализ органов растений (Авторское свидетельство СССР №1380687, кл. А01Н 1/4, 1988) [2]. Однако данный известный способ очень сложен, требует значительных затрат труда, времени и материальных средств. Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является упрощение и ускорение процесса отбора, снижение трудозатрат и затрат материальных средств. Достигается это тем, что в способе отбора растений конопли по содержанию в них каннабиноидных соединений, включающем анализ признаков органов растений и отбор по этим признакам, отличающемся тем, что анализируют вегетативные органы растений путем их визуального осмотра, определяют признак интенсивности их антоциановой окраски и в качестве растений с минимальным содержанием каннабиноидных соединений отбирают растения с максимально интенсивной окраской вегетативных органов. Рекомендуется в качестве селекционной элиты отбирать растения с красной или темно-красной окраской их вегетативных органов. Для определения признака интенсивности окраски вегетативных органов используют эталоны окраски. Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение. Пример 1. В 1999-2005 годах в селекционном питомнике однодомной желтостебельной конопли, пространственно изолированном от других посевов, изучали влияние многократного методического отбора на частоту появления особей с антоциановой окраской вегетативных органов. Высокий агрофон на данном участке создавали внесением под предпосевную обработку почвы минеральных удобрений из расчета N120P90K90 кг/га действующего вещества. Посев семян – ручной, под маркер, площадь питания растений – 5×45 см. Для уничтожения сорняков, а также улучшения водно-воздушного режима почвы проводили рыхление междурядий: первый раз на глубину 5-6 см в период 1-2 пар листьев; второй – на глубину 7-8 см при появлении 3-х пар листьев; третий – через 5-7 дней на глубину 5 см. Проводили также тщательную восьмикратную видовую прополку от зеленостебельных растений и от растений обычной поскони: первую – в фазе начала бутонизации, каждую последующую – через 4-5 дней после предыдущей. Структурный анализ селекционной элиты по признаку «антоциановая окраска вегетативных органов» выполняли в период созревания 75% семян в соцветиях большинства растений. Результаты исследований приведены в таблице 1. На фиг.1 показаны фенотипические классы однодомных желтостебельных растений конопли по признаку «антоциановая окраска стеблей». Впервые в практике отечественного коноплеводства зафиксирован факт, что в естественных условиях в популяциях однодомных сортов желтостебельной конопли могут появляться растения с разной интенсивностью антоциановой окраски на вегетативных органах с частотой до 1,7%. И этот признак, как любой другой жизненно важный, в процессе отбора может приобрести положительное, нужное для селекционера, значение: в наших экспериментах, например, в результате непрерывного шестикратного отбора доля растений с антоциановой окраской увеличилась в 48 раз. Пример 2. В 2003-2005 годах провели вегетационные опыты по установлению генетико-селекционных особенностей растений с антоциановой окраской вегетативных органов. С этой целью выделили четыре типа растений по интенсивности антоциановой окраски: – с темно-красной окраской; – с красной окраской; – со светло-красной окраской; – с бледно-красной окраской. Ген, контролирующий антоциановую окраску, обозначили символом R (естественно, отсутствие антоциановой окраски – r). Для вегетационных опытов использовали пахотный слой почвы. Опыты закладывали в металлических сосудах высотой 22 см и диаметром 20 см, которые предварительно взвешивали с точностью до 10 г. Для нормального роста и развития растений вносили удобрения из расчета N200P100K150 мг на 1 кг сухой почвы. В каждый сосуд высевали по 10 семян, повторность – пятикратная. Полив проводили по массе сосуда, исходя из оптимальной для конопли влажности – 70% от полной полевой влагоемкости. Процесс опыления в пределах семьи в одном сосуде контролировали с помощью пергаментных изоляторов (длина 216 см, ширина 24 см), которыми накрывали растения вместе с сосудом перед началом цветения. Верхний конец изоляторов привязывали шпагатом к туго натянутой проволоке в верхней части вегетационного домика. Такой изолятор при необходимости легко приподнимался и снимался. Результаты исследований приведены в таблицах 2 и 3. На фиг.2-5 показано хромосомное объяснение наследования антоциановой окраски у однодомной желтостебельной конопли при инбридинге растений с разным цветом вегетативных органов. Экспериментальные данные позволяют констатировать, что антоциановая окраска на растениях конопли является аллеломорфным признаком и зависит от двух пар генов – усилителей окраски. При наличии четырех генов вегетативные органы приобретают наиболее густой тон окраски, при трех генах-усилителях окраска становится немного светлее, при двух – еще светлее, при одном – наиболее светлая. По фенотипу в инбредной популяции расщепление происходит в следующих соотношениях: 1 растение темно-красной окраски, 4 – красной, 6 – светло-красной, 4 – бледно-красной и 1 растение без антоциановой окраски, то есть получается типичный биномиальный ряд. Таким образом, при размножении растений с антоциановой окраской путем инбридинга в потомстве получаются все переходы от темно-красных к соломенно-желтым. Отношение всех окрашенных к соломенно-желтым (без антоциановой окраски) 15:1. Поскольку вероятность (Р) значительно выше табличного значения Пример 3. В 1999-2005 годах на материале, отобранном в селекционном питомнике, установили степень изменчивости содержания тетрагидроканнабинола (ТГК) в растениях в зависимости от интенсивности антоциановой окраски вегетативных органов и вычислили коэффициент корреляции между признаками «антоциановая окраска вегетативных органов» и «содержание ТГК в растениях», а также, учитывая выявленные закономерности, начали селекционный процесс по созданию первого в мировой практике безгашишного сорта однодомной конопли среднерусского типа с антоциановой окраской вегетативных органов. Для анализа содержания тетрагидроканнабинола (ТГК) образцы отбирали в период созревания 75% семян в соцветиях. Содержание ТГК определяли на хроматографе «Кристалл 2000 М» с программированием температуры. Разделение каннабиноидов проводили на капиллярной колонке. Пики идентифицировали по времени удерживания. Содержание рассчитывали по методу внутреннего стандарта. В качестве внутреннего стандарта использовали метилстеарит. Фенотипическую корреляцию между изучаемыми признаками рассчитывали по П.Ф.Рокицкому (1973). Результаты исследований представлены в таблицах 4-6. Табличный материал показывает, что чем больше доминантных аллелей полигенов содержится в генотипе, тем ниже содержание ТГК в растениях. Следовательно, для селекционной практики наибольший интерес будут представлять растения с темно-красной и красной окраской вегетативных органов. Это хорошо подтверждается результатами расчетов корреляционной зависимости между признаками «антоциановая окраска вегетативных органов» и «содержание ТГК в растениях»: чем интенсивнее антоциановая окраска растений, тем ниже содержание в них вредных наркотических веществ (=-0,66-0,98). Следовательно, признак «антоциановая окраска вегетативных органов» вполне может служить основой для диагностики и отбора растений без психотомиметически активных каннабиноидных соединений. В отобранном новым способом селекционном материале, в сравнении с известным, содержание тетрагидроканнабинола (ТГК) оказалось в 28 раз ниже. Таким образом, способ согласно изобретению позволяет упростить процесс отбора, сократить затраты труда, времени и материальных средств, в конечном итоге, создать совершенно новую, ранее не известную в мировой практике, форму конопли с нокаутированными генами синтеза тетрагидроканнабинола.
Формула изобретения
1. Способ отбора растений конопли по содержанию в них каннабиноидных соединений, включающий анализ признаков органов растений и отбор по этим признакам, отличающийся тем, что анализируют вегетативные органы растений путем их визуального осмотра, определяют признак интенсивности их антоциановой окраски и в качестве растений с минимальным содержанием каннабиноидных соединений отбирают растения с максимально интенсивной окраской вегетативных органов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве селекционной элиты отбирают растения с красной или темно-красной окраской их вегетативных органов. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для определения признака интенсивности окраски вегетативных органов используют эталоны окраски.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
квадрат (0,05), то имеющиеся некоторые отклонения следует рассматривать как случайные.
