Способ получения мутантов зерновых культур

озяйственный ное деиствие го лазера ика, 1983,МУТАНТОВ ВЕ отех тся генетике,использованоИзобре сится к биотехно к генетике и сеение отноастностиможет быт ния насле огии, векции,использова ственных измедля получ нений при риала для венных раЦелью шение вых зиологиче одного м создани елекции сельскохозяйстении.обрете является повыа морАологических и Аиих мутаций у растений в тором п Спасо околении.б состоит в том, ч са проводят в Аазу семян гелий-неоно течение второго ча л молочноиым лаа после ние ко спелос рногот особый ыступ ший н оциир семена излучения звание ид, .пол который хромопро фитохром цитоплаз ова нам и мем тич ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯНОВЫХ КУЛЬТУР(57) Изобретение отнонологии, в частностиселекции и может быть ахода солнца. Вкачестве акцептора ла при создании селекционного исходного материала. Целью изобретенияявляется повышение выхода мутацийу растений во втором поколонии. Способ состоит в том, что колосья растений подвергаются обработке гелийнеоновым лазером в Фазу молочнойспелости в течение второго часа после захода солнца. Показано воздействие гелий-неонового лазерапри обработке в темновой и световой Фазах суток на примере яровогоячменя, Наибольший выход мутацийотмечается при обработке с 0 до1 ч ночи, т.е. в течение второгочаса после захода солнца. 3 табл,При поглощении квантов света сдлиной волны 6328 а происходит возбуждение Аитохрома Ф 660. Это приводит к изменению проницаемости клеточных мембран для Аитогормонов,которые при определенных концентрациях обладают хорошо выраженным мутагенным действием.При лазерном облучении семян ячменя в первый темновой период, когдпосле активного Аотосинтеза они, богаты фитогормонами, отмечаютсянаибольшая частота и спектр мутационных изменений,Минимальная частота и спектрмутаций наблюдаются при лазерномоблучении колоса ячменя после восхода солнца, Данный эААект связанс действием дальнего красного света, находящегося в спектре утреннего и заходящего солнца, 1) 530Между красным и дальним краснымсветом существует антагонизм приусловии введения второго луча вследэа красным светом или наоборот,чтоуказывает на их типичную Йитохромнуюприроду.П р и м е р ы 1-5, Колосья растений ячменя сорта Луч, семена которых находились в Фазе молочной 1 Оспелости, облучались лучами гелийнеонового лазера с экспозицией60 мин плотность мощности 0,5 мВт/см,В первом варианте колосья облучались с О до 1 ч ночи, через час после захода солнца, во втором - с 1до 2 ч, в третьем - с 2 до 3 ч и вчетвертом варианте - с 4 до 5 ч утра.В период, когда ячмень проходит 20Йазу молочной спелости зерна., заход солнца наблюдается приблизительно в 23.00, т,е. время с О до 1 чночи является вторым часом послезахода солнца.25На контрольные колосья не воздействуют лазерным излучением.В каждом варианте обрабатывается 10 колосьев и высевается в М200 зерен на делянку площадью 1,5 мНаблюдения за динамикой развитиярастений .в первом поколениипоказывают, что все Йенойазы в опытныхвариантах наступают одновременно сконтролем. 35Ночное лазерное облучение колосьев ячменя оказывает влияние нарост и развитие растений в первомпоколении.Результаты влияния ночного лазерного облучения колоса ячменя на рости развитие растений в первом поколении приведены в табл.1,Как видно из табл.1, предлага.емая лазерная обработка семян в колосе ячменя является малотоксичпымЙиэическим Йактором, Например, приоблучении с 1 до 2 ч ночи лучамигелий-неонового лазера колосьевячменя у растений в М отмеченосущественное увеличение общей и продуктивной кустистости.В вариантах всех периодов облучения высота растений ячменя больше,чем в контроле на 7,0-121 см. , 55 Правда, масса зерна с колоса у растений первого поколения при облучении.колосьев в период с О доч,с 2 до 3 ч ночи н с 4 до 5 ч традостоверно ниже, чем в контрольномварианте.На протяжении всего вегетационного периода во втором поколениипроводится работа по отбору измененных растений по признаку, отличаю 1 цихся от исходного сорта,В М отмечаются новообразованиязто семьи с прямостоячей Формой куста, ранним выходом в трубку, с короткой и длинной соломиной, рыхлоколосые; плотноколосые, скороспелые,позднеспелые Йормы и другие.В табл. 2 приведен спектр мутационной изменчивости ячменя во втоФром поколении.Максимальное количество изменений (11 типов) отмечается при облученчи с О до 1 ч ночи. Только в укаэанном варианте выделены плотноколосые Йормы, колосья с короткимиостьями и хаотической стерильпостью,скороспелые мутанты.Минимальное количествой мутаций(4 типа) получено при лазсрном облучении колосьев ячменя с 4 до 5 чутра это Йормы с прямосто 5 Гтищкустом, с длинньпл стеблем, позднеспелые, с пониженным содержаниембелка в сравнении с сортом Луч.Основная часть представленныхмутантов отличается от сорта,Луч неод 1 плм, а целым рядом признаков, которые затрагивают сЪорму и плотностьколоса, высоту растений, массу зерна и колоса, наступление отдельныхЙаз развития ячменя и другие признакиоЭто явление (изменение ряда признаков) у мутантов обычно вызывается или плейотропным действием мутантпого гена, или одновременным мутированием нескольких генов.Часть выделенных мутантов в ячмене представляет ценность для селекционеров по признакам продуктивной кустистости, массе зерна с колоса, устойкивоСти к полеганию и т.д,Фенологическая характеристика некоторых мутантов ячменя во втором поколении дана в табл. 3.Мутант 1-5, Разновидность кутаис. Созревает на 4-5 дней позже стандартного сорта. Колос двурядный, длинный.с короткими остями. Высота растений на 20 см больше исходного сорта Луч оСпособ получения мутантов зерновых культур, включающий облучение колоса гелий-неоновым лазером, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода мордюлогических и 11 изиологических мутаций у растений во втором поколении, облу-чение колоса проводят в фазу молочной спелости в течение второго часа после захода солнца. Таблица бщ Количество колосков в время облу ая кус- истость дуктивна ысотаастений ина колоса см сса вер колоса,чения ч кустистос колосе см Контроль (боблучения)содаС 1 до 2С 2 до 3С 4 до 5 з5,610,45,9 ФО,ЗО8,2+1,1,796,0+0,366)5 йо 37 25, 4.26, ЗФ 25,9 г 302+ 25,5+ 3,7 Ю,41 4+0,25 532037 4,6 ф 0,34 4,50,37 54 бф 61,6+ 65,8+ 66,72 64,9+,Уровень вероятности Р ) 0,999. Таблида 2 Время Характеристика новообразован 1 блучения ко ос с 0 до 1-1 с 4 5 исло Е Число 30 135 Изучалосьсемей Форма куста 147 4,44+177 7 4,76+1,76 1 078 чО 77т 1,31 юстояча Строение солом:ны:короткий стебдлинный 1,54+1,082,31+1,3 0,7410,74 2,96+1,46 1 0,68+1,20 2 1,36+0,961 068+1,20 551109 стебельКолос: короткий 741074 1544 1,08 0,77+077 длинныиплотныйс каостическойстерильностью 2,31+1,3 1512530 6Мутант 2-1. Разновидность нутанс, 7,69, 6,67 и 6,12 Х мутантных изме(олос средней длины и.плотности; нений. Существенных различий между Вегетационный период на 3-4 дня указанными вариантами не отмечено. меньше, чем у сорта Лу сорта Луч. При обработке генеративных оргау . азновидность нутанс. нов ячменя после восхода солнца с Созревает на 2-3 дня раньше стандарт до 5 ч процент мутаций составил ного сорта. Содержит в зерне 19,5 Х 2,33 - это в 2,6-3,3 раза меньше, белка, что на 5,5-6,ОХ больше, чем чем при ночном облучении.1 О Таким образом, предлагаемый споМутанты 3-7 .и 5-5.относятся к раз- соб позволяет расширить спектр муновидности нутанс. Характеризуются тационной изменчивости во втором высокой продуктивной кустистостью. поколении.Высота растений превышает контрольный сорт соответственно на 5,2 и 15 Формула изобретения 11,0 см. Масса зерна с колоса на0,1-0 у 2 г больше, чем у сортаЛуч.Частота морфологических и Физиологических мутаций, полученных вовтором поколении., показана в табл.4. 20В варианте безоблучения мутантыне выделены.При облучении колосьев ячменя гелий-неоновым лазером в темный периодсуток с 0 до 1 ч ночи, с 1 до 2 ч и 25с 2 до 3 ч получено соответственно1512530 Продотжение табл.2 Характеристикановообразований Время облучения колоса, чг с до 2 с 0 до 1 с 4 до 5 Число Х Число 7. Число Х Число Х 3,85 ф 169 0,74+0,74 077 ф 0773,85 Ф 1,69 1 4 272 ф 34 2 1551109 0,74+0,74 табпипаЗ Паинаколоса,см Продуктивнаякустистость Высота Общая кусант растений, тистостьсм родопви- ельность 1 ассе верна с колоса, г Количествоколосков екопосе Вариант вегетационного периода, днев ь со,140 6 69402 0,9850,06 1,32 е 0,10 1,50 то 07 1,22+008 1,2040,09 1,1060,07" 46205215 04188416 89+26 84 ео 9 9841 2 491061 17 ЗЙ 285 9,7 Ы 699 842 47 8,8 Н, 17 10327 45 44 Пуч 1Облучение, чсдо 53 1024044 6 ф 88404 4 8040474 8,4+0,43" 7 8 ео 36 6534033 6334176 540479 506434 5634098 2878067 26 оео 73 24 740,88 26 ОЮ 60 25,3 Ю 49 10 1-5 2-1 2-1 3-7 5-5 до 2 до 3 до 5 2 Уровень вероятности Р 0,95. %+Уровень вероятности Р0,099 Уровень вероятности Р 0999 Т а ица в роана- Семьи с измене мя облучения,ано Число % сем Без облучения 130 СОдо 1 130 С 1 до 2 135 С 2 до 3 147 С 4 до 5 129 7, 69.2 6,672 6,12+1 2, 334-1 овень вероятности РО,Составитель В. ЛемкинС. Пекарь Техред М. 71 идык Реда Корректор Л Бескид аказ 6012/2 Тираж 621ИИПИ Государственного комитета по изобретения 113035, Москва, Ж, Раушская Подписноем и .открытиям при ГКНнаб., д 4/5 В оизводственно-издательский комбинат "Патент 1 г.ужгород . Гжгород, ул. агарина,,1 Ость короткая Ранний выход в трубкуСозреваниераннеепозднее Содержание белкавысокоенизкоеВсего новооб- разований0,774077074-0742 154+108 2 148+079 8 544+187 1 078 фО 77