Способ индуцирования мутаций у растений

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 231080 (21) 2996639/30-15с присоединением заявки Йоп 11884649(51) М. КЛ.з А 01 й 1/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Н. Ф. Санаев Мордовский государственный университетим. Н.П.Огарева(54) СПОСОБ ИНДУЦИРОВАНИЯ МУТАЦИЙУ 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 113. Недостатком его является то, что 2 О 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 23Однако этот способ пригоден в ос- новном 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 н др.), растирают в Фарфоровой ступке с добавлением небольшого количества дис" тиллированной воды(1-2 мп). Затем из полученной гемогенной массы отде.- ляют жидкую фракцию путем фильтрования или центрифугирования, которую разбавляют водой с учетом прежней до 884649бавки в соотношениях 1:1, 1:2, 1:3. В этом экстракте проращивают семена другого сорта (вида) растений до формирования семядольных листочков.П 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 (150 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- Щ гого сорта оценивают по закономерностям роста и развития, проявлению морфофизиологических и биохимических признаков в год обработки семян и последующих поколениях. 25Проведенная серия опытов показывает, что растения люпина сорта Беня- конский 484 изменяются уже в год обработки семян близкородственным растительным экстрактом (РБЭ). При этом установлена зависимость степени изменчивости растений от концентрации применяемого экстракта (табл, 1),Влияние РБЭ сказывается на изменчивости растенийлюпина во втором поколении. Даже под воздействием низ- З 5 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 вается 1 23 (в контроле 0,09 Ъ,) и еще больше в опыте с концентрацией 1:1 - 3,.43. Среди них выделены высокорослые, ветвистые, с утолщенным стеблем; гофрированными листьями, 45 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 формс низким содержанием алкалоидов у люпина сорт Беняконский 484 видно изт абл. 3.Таким образом, экстракты, выделенные из проростков высокоалкалоидного и скороспелого сорта люпина Беняконского 335, способны вызвать мутаген-.ный эффект у другого позднеспелогосорта Беняконского 484.Причем тем заметнее он проявляется, чем больше концентрация экстракта. Это влияние, по-видимому, обусловлено за счет алкалоидов и другихбиологически 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 широкоеприменение в селекции, растительныйэкстракт действует преимущественномягче и, как правило, разнообразнее.Под его влиянием резко возникают тераты или изменения с повреждающимэффектом.С помощью растительного экстрактаиндуцированы формы люпина, как быстрорастущие, скороспелые, низкоалкалоидные и высокопродуктивные, пред-ставляющие ценный исходный материалдля селекции.Предлагаемый способ полученияпрактически ценных мутантов с использованием различных концентраций растительного экстракта применим длядругих видов сельскохозяйственныхкультур. Бобовые растения, как извес"тно, отличаются высокой отзывчивостьюк воздействию мутагенных факторов,что объясняется их биологическимиособенностями. Большинство фобовыхкультур, в том числе горох, бобы, люпин и др. относятся к крупносеменным.Эти растения длительный период (вплоть до М этапа органогенеза) могутразвиваться за счет запасных питательных веществ семян. Поэтому важноповлиять мутагенами на семена, вызы"вая в них изменения биохимизма запасных питательных веществ, что может уже в первый год воздействиясказаться на изменчивости морфологических и других признаков растений.Мутагенный эффект растительного экстракта вызывается за счет биологически активных компонентов, которыетрансформируются через стенки семени,Механизм данного процесса пока ещене изучен в связи с его сложностью,Однако предлагаемый способ экспериментального мутагенеза может бытьрекомендован с целью индуцированияхозяйственно-ценных форм для селекции.88464 Я Т а блица 1 Концентрацияэкстракта в том числе с изменениями 0 472 3 0,6310,26 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 не киями,стебля семян листьев число Франеесозревание увеличенныйраз- мер гофрированность высокорослость утолщенность 0,09+ 00,01. 0 0 2050 0 0 0 0 3,431 180,40 1 з 1 1480 51 3 10 1:2 1574 1,231 90,39 19 0,701 50,25 1 ф 3 1591 0 Таблица 3 В том числе из нихнизкоалкалоидных,Исследованорастений Концентрацияэкстракта число 0 50 1,8 З0,1 З 0,76 + 0,02 1480 574 1595.3 . Кон- . центрацияэкстрак- та Исследованорастений Исследованорастений ветвистость толс- тых Таблица 288464формула изобретения1Способ индуцирования мутаций у растений путем их обработки растительными экстрактами, о т л и ч а ю" щ и й с я 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 п. 1, о т л и ч а ю-. щ и й с я тем, что выделенный экстракт используют в разбавлении дистиллированной водой в соотношениях 1:1, 1:2, 1:3.Йсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Индуцирование мутаций биологи ческими мутагенами, Л., 1972. с. 452, Там же, с. 22.3, Там же, с. 5 (прототип).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 "Патензф, г. ужгород, ул. Проектная, 4