Способ получения семян самонесовместимых форм табака душистого

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 Н 1/06, 1/ ЗОБР НИЯ СЕМЯН САМООРМ ТАБАКАДУШИОО ф М ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Киевский медицинский институт им. акад, А.А,Богомольца(56) Мецапсоцп О. бе 1 псогпратЬ 1 ту 1 п апд 1 озрегп)з. - Вег 11 п, Небе Ьегд, М.У.; Яргпдег, 1977, р. 105 - 108.11 пз 1 сепз Н.Е. ет, а 1. ОЬегилпбцпд бег Яе 1 Ьз 0 п 1 согпра 11 Ь Тай бцгсЬ йоптдепЬезтгаЬ 1 цпд без ОгЛе 1 з //МасцгМззепзсЬ. - 1960, ч. 46, и. 8, р. 547.Рапбеу К.К, Мептог роПеп: роззЬ 1 е го 1 е оЮ УчаНеб дгоасЬ рготот 1 пд зцЬзтапсез и очегсогп 1 п 9 пега апс 1 псегзрес 111 с 1 псогпрас Ьйсу //Сепесса. 1977, ч. 47, и, 3, р, 219 - 229,Изобретение относится к биологии, а именно к прикладной генетике, и может быть использовано в сельском хозяйстве, в плодоводстве и цветоводстве для получения инбредного потомства от самонеопыляющихся растений.Отсутствие у некоторых видов плодовых и цветочных культур способности к самоопылению усложняет стоящую перед селекционерами задачу широкого культивирования этих культур в отдаленных районах в связи с невозможностью получения семенногоо потомства.В связи с этим важное значение приобретает разработка способов проведения жесткого инбридинга, поскольку известные способы, широко используемые в настоящее время, не дают достаточного выхода жизнеспособных материнских семян у целого ряда плодовых и цветочных культур. Со(54) СПОСОБ ПОЛУЧНЕСОВМЕСТИМЫХ ФСТОГО(57) Использование:ция, цветоводство, Ссемена самонесовмедушистого получаютринских растений пщей из облученнойгамма-радиации совнеоблученной самонцой. 1 табл. биотехнология,селекущность изобретения: стимых форм табака путем опыления матеыльцесмесью, состоябольшими дозами местимой пыльцы с есовместимой пыльздание новых способов жесткого инбридинга позволит селекционно-генетическим станциям снабжать в достаточном количестве семенами требуемых культур предприятия агропромышленного комплекса.Известен способ, согласно которому преодоление самонесовместимости у цветковых растений, а именно табака (Мсотапа а ата) и помидора (усорегзсцп регцч 1 апцв) производят путем хронического облучения целых растений низкими дозами гамма-радиации на протяжении всего периода цветения, Это обеспечивает значительное увеличение плодообразования, а также появление семян у полностью самонесовместимых растений, семяобразование путем самоопыления неспособных,Однако способ является достаточно сложным и трудоемким, требует наличия специального облучателя типа "гамма-по 1789142ле", постоянной длительной эксплуатации оборудования и технического персонала,Известен также способ, согласно которому преодоление самонесовместимости у цветковых растений, например петунииРесипэ пуЬпба), производят путем облучения пестиков рентгеновскими лучами в дозе2000 Р перед опылением, Это обеспечиваетсемяобразование у половины из обработанных радиацией цветков. Эффект является"0 кратковременным и почти исчезает при проведении самоопыления спустя 24 ч после облучения, К недостаткам метода относится его трудоемкость и техническая сложность, что обусловлено необходимостью создания направленного потока ионизирующей радиации в определенные, далеко друг от друга отстоящие точки растения, а также транспортировкой целых растений на далекие расстояния к облучателю, которая чревата потерей экспериментального материала.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способ преодоления самонесовместимости у цветковых растений, согласно которому преодоление самонесовместимости, например, у такого растения, как табак душистый, характеризуется длиннопестичностью и гаметофитным контролем за несовместимостью в пестике, проводится пыльцесмесью из двух компонентов в соотношении 1:1, Совместимый компонент берется с растений данного вида, способных свободно скрещиваться с исследуемым клоном, а в качестве второго компонента используется самонесовместимая пыльца, Первый компонент пыльцесмеси обрабатывают гамма-радиацией Со с мощностью дозы 0,06 Гр/с в дозе 1000 Гр, Получаемые семена диплоидные и имеют материнское, а не гибридное происхождение,Однако такой способ позволяет получатьтолько 5% жизнеспособных семян в плодах по сравнению с тем количеством, котороеполучается при совместных опылениях. Целью изобретения является получениес помощью облученной пыльцы семян само- несовместимого табака душистого с увеличенным выходом; повышение выхода жизнеспособных семян материнского происхокдения.Указанная цель достигается тем, что облучение совместимого компонента для пыльцесмеси производится дозой 2500 -3500 Гр в течение 3,5-4,9 ч при мощностидозы 0,2 Гр/с,Способ осуществляется следующим образом. Для сбора пыльцы табака душистогосрезают бутонизированные цветки непосредственно перед их раскрытием, Еще за 15 2025 30 35 404550 крытые пыльники помещают на 30 ч в чашки Петри в условиях комнатной температуры и нормального давления, Из растрескавшихся пыльников вытрушивают пыльцу путем быстрого ручного перемещения чашки Петри в разные стороны, Собранную пыльцу хранят при - 20 С в стеклянных плотно закрытых бюксах, Для использования пыльцы ее перед началом эксперимента выдерживают в течение 1 ч при комнатной температуре и 80%-ной влажности воздуха. Облучение проводят гамма-радиацией в стеклянных бюксах в дозе 2500-3500 Гр в течение 3,5 - 4,9 ч при мощности дозы 0,2 Гр/с,Облученную пыльцу смешивают в соотношении 1:1 со свежесобранной пыльцой самонесовместимых растений и сразу опыляют пестики самонесовместимых растений приготовленной смесью, Облученную пыльцу собирают с растений, перекрестно совместимых с растениями из самонесовместимого клона,В таблице представлены результаты опылений пыльцесмесями из сэмонесовместимой и облученной разными дозами гамма-радиации совместимой пыльцы табака душистого,П р и м е р 1, Для сбора пыльцы табака душистого срезают бутонизированные цветки перед самым раскрытием, Пыльники помещают на сутки в чашки Петри при комнатной температуре на 30 ч после того, как их доставали из цветков. Вытрушивание пыльцы из растрескавшихся пыльников проводят вручную путем резких перемещений чашек Петри. Собранную пыльцу помещают в стеклянные бюксы и облучают гамма-радиацией Со с мощностью дозы600,2 Гр/с в дозе 1000 Гр в течение 1,4 ч. Облученную пыльцу смешивают с аналогично собранной пыльцой самонесовместимых растений в соотношении 1:1, Затем проводят опыление пестиков самонесовместимыхрастений полученной смесью, Всхожесть собранных семян определяют путем их проращивания в чашках Петри на влажной фильтровальной бумаге при 26 С,Результаты опыления показали, что плоды образуются в 97% случаев после проведения опылений пыльцесмесями, При этомколичество плодов с семенами составляет 97% от их общего числа, а в остальных плодах семян не обнаружено, Среднее количество семян в плоде 42 + 12. Всхожестьсемян 70%. Отмечено большое количество разрушенных и пустых семян, а также семянс деградировавшим зародышем и эндоспермом. В одном опылении удалось получить в среднем 28 жизнеспособных семян, 17891425 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 П р и м е р 2. Пыльцу табака душистого собирают из пыльников по методике примера 1. Облучение совместимого компонента для пыльцесмеси проводят гамма-радиацией Со в дозе 2000 Гр в течение 2,8 ч при мощности дозы 0,2 Гр/с, После этого проводят опыление самонесовместимого табака душистого смесью из облученной совместимой и собственной самонесовместимой пыльцы в соотношении 1:1, Всхожесть собранных семян определяют по методике примера 1.Результаты опыления показали, что образование плодов происходит в 93 случаев. При этом в 85 случаев образуются семенные плоды, тогда как в остальных плодах семян не обнаружено. Количество семян в плодах не превышает 65 и в среднем составляет 55 семян на плод. В плодах отмечено наличие пустых семян без зародыша, а также разрушенных семян. На одно опыление получено в среднем 40 жизнеспособных семян,П р и м е р 3. Пыльцу табака душистого собирают из пыльников по методике примера 1. Облучение совместимого компонента для пыльцесмеси проводят дозой 2500 Гр в течение 3,5 ч при мощности дозы 0,2 Гр/с. После этого проводят опыление пестиков растений самонесовместимого клона табака душистого пыльцесмесью из облученной совместимой и самонесовместимой пыльцы в соотношении 1:1, Всхожесть семян определяют проращиванием в термостате по примеру 1,Отмечено появление плодов в 97 случаев от всех опылений. Количество плодов с семенами 95. Остальные характеризуются полным отсутствием семян или их остатками. Количество семян в плодах в среднем 105 +14, Семена характеризуются высокой прорастающей способностью. Отмечено уменьшение в плодах пустых и разрушенных семян по сравнению с использованием дозы 2000 Гр, В результате всхожесть семян достигает 83 , В одном опылении получено в среднем 85 жизнеспособных семян,П р и м е р 4, Пыльцу собирают из пыльников табака душистого по методике примера 1. Совместимую пыльцу, собранную с перекрестно совместимых с опыляемым клоном растений, облучают дозой 3000 Гр в течение 4,2 ч при мощности дозы 0,2 Гр/с. После облучения смешивают облученный компонент с самонесовместимой пыльцой в соотношении 1:1 и полученной смесью опыляют самонесовместимые растения. После сбора семян определяют их всхожесть путем .проращивания при 26 С на влажной фильтровальной бумаге в чашках Петри в термостате. Отмечено появление плодов для всех опылений. Количество семенных плодов 96 от всего количества. Среднее количество семян в плодах 142 ч 17. Всхожесть семян 91/,. Получено в одном опылении 129 + 15 жизнеспособных семян.П р и м е р 5. Сбор пыльцы осуществляют по методике примера 1, Совместимую пыльцу облучают в дозе 3500 Гр в течение 4 9 ч при мощности дозы гамма-радиации Сс66 0,2 Гр/с. После облучения смешивают облученный компонент с самонесовместимой пыльцой в соотношении 1:1 и полученной смесью опыляют самонесовместимые растения, Всхожесть семян определяют по методике примера 1.Отмечено некоторое уменьшение количества образовавшихся плодов в опылениях, причем количество плодов с семенами сократилось до 93 ,. Количество семян в плоде 126 + 9. В то же время всхожесть семян остается на уровне 88, что указывает на низкое содержание в плодах неполноценных семян, Получено до 120 жизнеспособных семян на одно опыление, каждое из которых в дальнейшем способно было развиться в полноценное растение.П р и м е р 6. Для сбора пыльцы табака душистого срезают бутонизированные цветки перед самым раскрытием, Пыльники помещают на сутки в чашки Петри при комнатной температуре на 30 ч, после того как их достают из цветков. Вытрушивание пыльцы из растрескавшихся пыльников проводят вручную путем резких перемещений чашек Петри, Собранную пыльцу помещают в стеклянные бюксы и облучают гамма-радиацией Со с мощностью дозы 0,2 Гр/с в дозе 4000 Гр в течение 5,5 ч, Облученную пыльцу смешивают с аналогично собранной пыльцой самонесовместимых растений в соотношении 1:1, Затем проводят опыление пестиков самонесовместимых растений полученной смесью. Всхожесть семян проверяют путем их проращивания в чашках Петри на влажной фильтровальной бумагепри 26 С,Результаты опыления показали, что плоды образуются в 62случаев после и ро веденияя опылений пыл ьцесмесями, Количество плодов с семенами 634, в остальных плодах семян не обнаружено, Среднее количество семян в плоде 33 + 7. Всхожесть семян 24. Отмечено большое количество пустых семян, В результате получено до 6 полноценных семян на одно опыление,П р и м е р 7, Сбор пыльцы осуществляют по методике примера 1, Совместимую пыль1789142 цу облучают в дозе 5000 Гр при мощности 0,2 Гр/с в течение 6,2 ч. Совместимый компонент после облучения смешивают с само- несовместимой пыльцой и полученной смесью опыляют пестики самонесовместимых растений, Всхожесть семян определяют по методике примера 1. Отмечено резкое уменьшение плодообразования (до 16), причем все плоды характеризуются отсутствием в них семян. Формула изобретения Способ получения семян самонесовместимых форм табака душистого, включающий сбор совместимой пыльцы с пыльников, ее высушивание, облучение гамма-радиацией, смешивание в соотношении Результаты опылений пыльцесмесями из самонесовместимой и облученной разными дозами гамма-радиации совместимой пыльцы табака душистогоКоличество образовавшихся плодов ф от общего числа опылений Доза, Гр Количество плодов с семенами ф от общего числа плодов) Среднее количество семян в плоде,шт Среднее количество жизнеспособных семян, получаемых в 1опылении Всхожесть семян,42 + 1255+ 9105+ 14142 +17126 933 +70 70 78 83 91 88 24 97 92 97 96 94 63 0 97 93 97 100 98 62 16 28 +8 40 .6 85 + 11 129+ 15 109 + 8 5" 11000 Изобретение повышает выход жизнеспособных семян материнского происхождения в 4 - 5 раз, поскольку полученные экспериментальным путем дозы облучения совместимого компонента в интервале 2500-3500 Гр при мощности дозы 0,2 Гр/с в течение 3,5 - 4,9 ч приводят к угнетению проявляемого его пыльцевыми трубками стерилизующего действия на семяпочки, что дает возможность самонесовместимому компоненту пыльцесмеси беспрепятственно производить оплодотворение; уменьшает затраты на облучение гамма- радиацией за счет сокращения времени работы облучателя и, как следствие, сокращения времени работы обслуживающего персонала; уменьшение времени эксплуатации оборудования облучателя и подсобныхпомещений, т.е, снижение амортизационных расходов,5 Предлагаемый способ позволяет добиться почти 100-ного облучения плодов вопылениях; уменьшить количество бессемянных партенокарпических плодов; увеличить количество нормальных семян при10 одновременном уменьшении общего числапустых и разрушенных семян; повысить общую всхожесть семян за счет уменьшенияколичества семян с деградировавшим зародышем или недоразвитым эндоспермом;15 получить большее количество полноценныхсемян, способных развиться в нормальныерастения,Предлагаемый способ воспроизводим,не требует от селекционеров специального20 обучения, может использоваться в теплицахи в открытом грунте.Проведение способа за пределами указанных параметров резко снижает эффективность опылений пыльцесмесью,25 Стоимость полученных предлагаемымспособом семян понижается в три - пять разпо сравнению с прототипом,30 1:1 с самонесовместимой пыльцой и опыление пыльцесмесью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода кизнеспособных семян материнского происхождения, облучение гамма-радиацией 35 проводят в дозе 2500-3500 Гр при мощности дозы 0,2 Гр/с в течение 3,5 - 4,9 ч.