СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИБРИДНЫХ СЕМЯН КОНОПЛИ Российский патент 2008 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекционно-семеноводческой работе с коноплей.

Известен способ получения гибридных семян конопли, включающий совместное выращивание на пространственно-изолированном участке гибридизации материнской и отцовской родительских форм и создание на основе кроссбридинга семян F₀, воспроизведение на пространственно-изолированном семенном участке гибрида F₁, увеличение степени гомозиготности родительских форм и гибрида F₁ путем удаления из популяций генет с полностью андроцейными цветками [♂] / Сенченко Г.И., Жатов А.И. Использование гетерозиса // Конопля / Под ред. Г.И.Сенченко, И.А.Тимонина. - М.: Колос, 1978. - С.67-69/. Однако данный известный способ не позволяет целенаправленно управлять формированием желаемого полового статуса генет в F₁ и максимально увеличить выход гибридных семян.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является повышение выхода семян за счет увеличения в популяциях родительских форм и гибридов первого поколения (F₁) доли генет с гинецейными цветками.

Достигается это тем, что в начальной стадии бутонизации удаляют все генеты с полностью андроцейными цветками [♂] в метелках и оставляют для однократного кроссбридинга на участках гибридизации генеты с полностью гинецейными [♀], субандроцейными [[♂]>[♀; ♂]], моноцейными [[♂]: [♀; ♂]] и субгинецейными [[♀; ♂]>[♂]] цветками, а на семенных участках - только генеты с субандроцейными [[♂]>[♀; ♂]], моноцейными [[♂]:[♀; ♂]] и субгинецейными [[♀; ♂]>[♂]] цветками.

Целесообразно дополнительно на участках гибридизации и семенных участках в фазе 3-х пар листьев провести декапитацию растений.

Ниже приведен пример, иллюстрирующий изобретение.

Пример. В 2002-2005 годах провели эксперименты по изучению влияния декапитации растений и положительно - ассортированного кроссбридинга на формирование гибридных популяций [F₁] с различным половым статусом генет и их продуктивности по семенам.

На двух пространственно-изолированных участках / не менее 2-х км друг от друга/ закладывали питомники гибридизации. В качестве материнской формы использовали диморфный по признаку пола сорт двудомной конопли Кубанский ранний, в популяции которого одновременно содержались генотипически и фенотипически различающиеся генеты с полностью андроцейными [♂] и полностью гинецейными цветками [♀] в соотношении 1:1, а в качестве отцовской - однодомно-полигамные сорта Диана и Юлиана, популяции которых состояли из генет, имеющих на одном экземпляре пространственно-разобщенную смесь гинецейных [♀], гермафродитных [♂] и андроцейных [♂] цветков. Способ посева - широкорядный, площадь питания растений - 5×45 см. Материнские и отцовские рядки чередовали в соотношении 6:1. Посев осуществляли с помощью ручного маркера. На первом участке гибридизации высевали семена сортов Кубанский ранний и Диана, на втором участке - сортов Кубанский ранний и Юлиана. В фазе 3-х пар листьев каждый участок разделили на две равные части и на одной из них проводили декапитацию растений навесной тракторной косилкой КС-2,1. Контроль - без декапитации растений. С момента начала бутонизации на всех рядках материнских и отцовских родительских форм тщательно удаляли все генеты с полностью андроцейными цветками /растения обычной и феминизированной поскони/. Следовательно, положительно-ассортированный кроссбридинг осуществлялся между декапитированными женскими растениями двудомной конопли сорта Кубанский ранний и однодомными растениями сортов Диана и Юлиана. В результате такого селективного оплодотворения между одинаковыми по степени развития морфо- и фенотипами были получены семена F₀ гибридов Кубанский ранний × Диана и Кубанский ранний × Юлиана.

На двух пространственно-изолированных площадях (не менее 2-х км друг от друга) закладывали семенные участки гибридов F₁ Кубанский ранний × Диана и Кубанский ранний × Юлиана. Высокий агрофон создавали внесением под предпосевную обработку почвы минеральных удобрений из расчета N₁₂₀P₉₀K₉₀ кг/га действующего вещества. Посев осуществляли сеялкой СО - 4,2 на глубину 3-4 см широкорядным способом с междурядьями 70 см при норме высева 0,9 млн. всхожих семян на 1 га. 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. В фазе 3-х пар листьев каждый участок разделили на две равные части и на одной из них перед рыхлением междурядий выполнили декапитацию растений навесной тракторной косилкой КС - 2.1. Контроль - без декапитации растений. С момента начала бутонизации на всех участках тщательно удаляли все генеты с полностью андроцейными цветками [♂], поэтому положительно-ассортированный кроссбридинг происходил между генетами с субандроцейными ([♂]>[♀; ♂]), моноцейными ([♂]: [♀; ♂]) и субгинецейными ([♀; ♂]>[♂]) цветками в метелках.

В контрольном питомнике посев выращенных гибридных семян и исходных родительских форм проводили сеялкой СН - 16. Площадь опытной делянки - 30 м², учетной - 25 м², повторность - четырехкратная. Делянки гибридов F₁ и родительских форм размещали по схеме: материнская форма-гибрид F₁ - отцовская форма. Способ посева - широкорядный с междурядьями 45 см, норма высева - 0,9 млн. всхожих семян на 1 га. Половой статус растений в популяциях гибридов и родительских форм устанавливали путем подсчета формировавшихся в метелках гинецейных [♀], гермафродитных [♂] и андроцейных [♂] цветков, при этом с каждой полиморфной популяции для структурного анализа отбирали по 100 растений.

Результаты исследований приведены в таблицах 1-2.

Из данных таблицы 1 видно, что двудомный сорт Кубанский ранний, действительно, представляет собой диэцийную форму конопли, поскольку в популяции содержит в равных количествах только два типа разных по признаку пола растений - с полностью андроцейными [♂] и полностью гинецейными [♀] цветками в метелках. Естественно, нами в питомниках гибридизации в период бутонизации все растения с полностью андроцейными цветками в метелках /47,3-48,1%/ были удалены.

Что касается сортов Диана и Юлиана, то они являются однодомно-полигамными формами, так как в их популяциях одновременно присутствуют растения с различным половым статусом: полностью андроцейными [♂] и полностью гинецейными [♀] цветками в метелках, а также со смешанным типом цветков в метелках - субандроцейные [[♂]>[♀; ♂]], моноцейные [[♂]: [♀; ♂]] и субгинецейные [[♀; ♂]>[♂]]. Нами в питомниках гибридизации в период бутонизации растений были удалены все особи с полностью андроцейными цветками в метелках /0,5-2,1%/.

Заслуживает внимания то, что в результате положительно-ассортированного кроссбридинга между однополыми женскими растениями с полностью гинецейными цветками в метелках /материнская форма/ и однодомными растениями со смешанным типом цветков в метелках /отцовская форма/ возникают унисексуальные гибридные популяции /F₁/ с частотой генет с полностью гинецейными цветками в метелках 94,5-95,3%.

Табличный материал подтверждает также высокую эффективность применения декапитации как приема ухода за растениями: число гинецейных цветков в декапитированных популяциях родительских форм и гибридов, в сравнении с контрольными вариантами, возрастает от 0,7 до 4,8 процентов за счет адекватного уменьшения доли андроцейных.

Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что путем декапитации и положительно-ассортированного кроссбридинга удается увеличить в F₁ унисексуальных гибридов число продуктивных веток в 3,4-3,5 раза, совокупную длину метелок - 3,3-3,5 раза, а семенную продуктивность растений - в 3,3-3,5 раза.

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет эффективно управлять формированием полового статуса в популяциях родительских форм и гибридов F₁ в направлении повышения доли генет с полностью гинецейными цветками [♀] в метелках, тем самым резко увеличить семенную продуктивность растений, что немаловажно для решения проблем ускорения селекционно-семеноводческого процесса у конопли.

Таблица 1Влияние декапитации растений и положительно-ассортированного кроссбридинга на степень полиморфизма сортов и гибридов конопли по половому статусу генет (2003-2005 г.)Сорт, гибридУсловия репродукции растенийТипы генет, %С андроцейными цветками [♂]С гинецейными цветками [♀]Со смешанным типом цветковСубандроцейные [♂]>[♀;♂]Моноцейные [♂]:[♀♂]Субгинецейные [♀;♂]>[♂]Кубанский раннийБез декапитации48,151,9---С декапитацией47,352,7---Кубанский ранний × ДианаБез декапитации3,994,51,6--С декапитацией3,095,31,7--Кубанский ранний × ЮлианаБез декапитации3,394,52,2--С декапитацией2,795,22,1--ДианаБез декапитации2,11,733,032,830,4С декапитацией1,21,932,033,731,2ЮлианаБез декапитации2,01,832,633,230,4С декапитацией0,51,932,134,531,0

Таблица 2Влияние декапитации и положительно-ассортированного кроссбридинга на продуктивность растений сортов и гибридов конопли (2003-2005 г.)Сорт, гибридГенетическое обозначениеУсловия репродукции растенийКоличество веток на растении, шт.Длина соцветий (суммарно), смМасса семян с растения, гКубанский ранний♀Без декапитации1,0±0,070,8±3,33,2±0,2С декапитацией2,3±0,2108,7±3,67,4±0,3Кубанский ранний × ДианаF₁Без декапитации1,0±0,071,2±3,37,5±0,3С декапитацией3,4±0,0166,5±4,624,5±1,9Кубанский ранний × ЮлианаF₁Без декапитации1,0±0,073,4±3,48,2±0,3С декапитацией3,5±0,3185,4±5,128,7±2,2Диана♂Без декапитации1,0±0,075,5±3,58,1±0,3С декапитацией3,0±0,2157,2±4,616,3±1,0Юлиана♂Без декапитации1,0±0,077,4±3,68,3±0,3С декапитацией3,0±0,2161,4±4,516,9±1,0

Изобретение предназначено для репродуцирования и производственного использования гибридных семян конопли. При получении семян F₀ и репродуцировании гибридов F₁ в фазе 3-х пар листьев проводят декапитацию всех растений. Затем в начальной стадии бутонизации удаляют с корнем все генеты с полностью андроцейными цветками в метелках и оставляют для однократного кроссбридинга на участках гибридизации генеты с полностью гинецейными, субандроцейными, моноцейными и субгинецейными цветками, а на семенных участках - только генеты с субандроцейными, моноцейными и субгинецейными цветками. Такой отбор оставляемых генет позволяет эффективно формировать половой статус в популяциях родительских форм и гибридов F₁, при этом значительно увеличивается выход семян и тем самым ускоряется процесс семеноводческого размножения и производственного использования гибридов конопли. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения гибридных семян конопли, включающий выращивание растений на участках гибридизации и на семенных участках, получение семян нулевого поколения и репродукцию гибридов первого поколения, отличающийся тем, что на участках гибридизации в начальной стадии бутонизации удаляют все генеты с полностью андроцейными цветками в метелках и оставляют генеты с полностью гинецейными, субандроцейными, моноцейными и субгинецейными цветками, а на семенных участках удаляют генеты с полностью андроцейными цветками и оставляют только генеты с субандроцейными, моноцейными и субгинецейными цветками.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в фазе трех пар листьев осуществляют декапитацию всех выращиваемых растений.