СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ ЛЮЦЕРНЫ К ФУЗАРИОЗУ Российский патент 2006 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции люцерны.

Известен способ оценки устойчивости сортов сои к Fusarium oxysporum по прорастанию пыльцы на среде, содержащей в качестве токсического агента фузариевую кислоту [1].

Недостатком данного способа является то, что он позволяет проводить только оценку устойчивости микрогаметофитов.

Известен способ селекции томатов на устойчивость к альтернариозу [2]. Для создания селектирующего барьера на рыльце кастрированных нераскрывшихся цветков наносится капля токсина альтернарии и сразу же проводится опыление. Пыльцевые зерна (мужской гаметофит), которые несли гены устойчивости к токсину, прорастали через селектирующий барьер и оплодотворяли семяпочку.

Недостатком данного способа является то, что селекция осуществляется только по мужскому гаметофиту, в то время как устойчивость к патогену зависит также от генов (ядерных и цитоплазматических) в женском гаметофите.

Цель изобретения: повышение устойчивости растений люцерны к фузариозу.

Поставленная цель в предлагаемом способе достигается тем, что перед опылением генеративные органы люцерны с начальных этапов развития до окончания в них гаметогенеза подвергают воздействию токсического агента с помощью вакуумной инфильтрации водным раствором культурального фильтрата возбудителя фузариоза или чистых его токсинов, или их синтетических аналогов. В результате токсикации происходит гибель неустойчивых к селективному фактору половых клеток как микроспор, так и макроспор. Слияние прошедших отбор гамет при оплодотворении приводит к образованию спорофита, более устойчивого к фузариозу.

Способ осуществляется следующим образом.

Генеративные органы растения люцерны с начальных этапов развития (от начала образования мужского и женского археспория) до формирования микро- и макроспор подвергают воздействию раствором культурального фильтрата возбудителя фузариоза (или чистых его токсинов, или их синтетических аналогов) с помощью вакуумной инфильтрации. После развития из бутонов зрелых цветков их подвергают искусственному самоопылению (у аутогамных растений) или перекрестному опылению нескольких обработанных растений (у самонесовместимых форм). Полученные семена проращивают на среде с культуральным фильтратом возбудителя фузариоза (или чистых его токсинами, или их синтетических аналогов) (табл.1).

Таблица 1.Прорастание семян люцерны на питательной среде Чапека с культуральным фильтратом высоковирулентного изолята Fusarium sambucinum (без разведения)Варианты опытаКоличество семян, помещенных на проращиваниеВсего, шт.проросло%Генеративные органы исходной формы без воздействия селективным фактором (контроль №1)13742,91Генеративные органы исходной формы(соцветия со зрелыми закрытыми цветками размером более 13,0 мм), токсикация с помощью вакуумной инфильтрации (контроль №2)12232,46Генеративные органы исходной формы (соцветия с бутонами 0,5-13,0*мм), токсикация с помощью вакуумной инфильтрации (заявленный способ)771620,77*По данным цитоэмбриологического анализа люцерны изменчивой (Medicago varia Mart.) мейоз при микроспорогенезе протекает в бутонах 0,5-1,0 мм длиной. В бутоне размером 9,0-10,0 мм одноядерные пыльцевые зерна вступают в фазу развития гаметофита, проходя последовательно две стадии митоза. Материнские клетки макроспор вступают в мейоз в бутонах размером 5,0-6,0 мм. Полностью дифференцированный зародышевый мешок формируется в зрелом закрытом цветке размером 11,0-13,0 мм. У других сельскохозяйственных культур эти стадии развития генеративных органов имеют свои индивидуальные особенности, определяемые цитоэмбриологическим анализом.

Устойчивые проростки высаживают в почву и выращивают до фазы цветения. Затем подвергают искусственному самоопылению (у аутогамных форм) или перекрестному опылению между собой (у самонесовместимых форм).

Полученные семена с каждого растения проращивают отдельно на среде с культуральным фильтратом возбудителя фузариоза или чистых его токсинов. Растения люцерны, у которых в семенном потомстве самый высокий процент выживших проростков сохраняется как элитный, а их семена высевают на делянки селекционных питомников для полевых испытаний на устойчивость к фузариозу и оценки важнейших хозяйственно-полезных признаков.

ПРИМЕР 1. Повышение устойчивости к фузариозу гибрида люцерны (сорт Вега x, сорт Дединовская 4).

В таблице 2 представлены результаты 2-годичных полевых испытаний форм, полученных предлагаемым способом (посев 1998 г., учеты 1999-2000 г.).

Таблица 2.Название образцаЗимостойкость, % (средняя за 2 года пользования)Распространенность корневых гнилей, %, средняяИнтенсивность развития корневых гнилей; %, средняяПродуктивность зеленой массы (кг/делянки) за 2 укосавнутреннихнаружныхвнутреннихнаружныхсредняя% к контролюИсходный образец (контроль)84,599,399,341,442,92,57100,0Форма 40997,196,495,130,732,32,0278,1Форма 41397,287,288,125,427,92,87111,7Сорт Вега-87 (станд.)79,598,0100,036,236,72,3089,5НСР055,745,345,573,143,780,34 HCP₀₁10,547,788,104,575,490,49 

ПРИМЕР 2. Повышение устойчивости к фузариозу селекционного образца П67 (сорт Луговая - 67).

В таблице 3 представлены результаты 3-годичных полевых испытаний форм, полученных предлагаемым способом (посев 2000 г., учеты 2001-2003 г.).

Таблица 3Название образцаЗимостойкость, % (средняя за 3 года пользования)Распространенность корневых гнилей, %, средняяИнтенсивность развития корневых гнилей, %, средняяПродуктивность зеленой массы (кг/делянки) за 2 укосавнутреннихнаружныхвнутреннихнаружныхсредняя% к контролюИсходный образец (контроль)68,2100,0100,049,647,92,95100,0Форма №183,397,998,329,027,33,98134,9Форма №587,797,395,825,027,23,82129,4НСР055,70  7,085,500,26 HCP₀₁9,46  10,309,100,38 

Положительные результаты полевых испытаний форм, полученных предлагаемым способом, свидетельствуют об его эффективности и возможности использования для создания перспективного селекционного материала люцерны.

Источники информации

1. Балашова Н.Н., Бронштейн А.И., Простакова Ж.Г. Способ оценки устойчивости сортов сои к Fusarium oxysporum. A.c. №1593589, СССР, БИ №35, 1990.

2. Миелян Л.Г., Балашова Н.Н., Даранов О.Б. Способ селекции томатов на устойчивость к альтернариозу. A.c. №1678254, СССР, БИ №35, 1991.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к способу повышения устойчивости растений люцерны к фузариозу. Воздействуют на генеративные клетки растений с начальных этапов развития до окончания в них гаметогенеза селективным фактором путем введения в ткани этих органов с помощью вакуумной инфильтрации водных растворов культуральных фильтратов возбудителя фузариоза люцерны или чистых токсинов, содержащихся в нем, и их синтетических аналогов. Изобретение позволяет сократить сроки и повысить эффективность селекции растений люцерны на устойчивость к фузариозу. 3 табл.

Способ повышения устойчивости растений люцерны к фузариозу, включающий воздействие селективным фактором на мужской гаметофит, отличающийся тем, что генеративные органы до опыления с начальных этапов развития до окончания в них микро- и макрогаметогенеза подвергают токсикации с помощью вакуумной инфильтрации водным раствором культурального фильтрата возбудителя фузариоза люцерны, или чистых его токсинов, или их синтетических аналогов.