СПОСОБ ИНДУЦИРОВАННОГО МУТАГЕНЕЗА ПРИ СЕЛЕКЦИИ ВИНОГРАДА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ГРИБНЫМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ Российский патент 2020 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к селекции винограда на иммунитет к патогенным грибам, и может быть использовано для получения новых сортов.

Одной из серьезных проблем при создании новых сортов винограда с высокими хозяйственными признаками - величина ягод, вкус - заключается в сложности получения таких сортов, обладающих высокой устойчивостью к патогенным грибам. Наиболее опасные заболевания - милдью и оидиум - вызываемые грибами Plasmopara viticola и Uncinula necator, способны в эпифитотийные годы уничтожить до 50 и более процентов урожая.

Наилучшим качеством ягод обладают виды Vitis vinifera и Но они неустойчивы к милдью и оидиумом. Для повышения их иммунной устойчивости, в половую гибридизацию включают некоторые американские виды, например, Vitis Labrusca, Vitis riparia, Vitis Lincecumii и другие. Такие гибриды могут отличаться высокой и даже полной иммунностью к указанным грибам, но качество их ягод остается неудовлетворительным. Эта закономерность вызвана тем, что генетические признаки определяющие невосприимчивость к грибам, сцеплены с признаками качества ягод.

Большое значение мутационная селекция имеет для разделения блоков генов, включающих аллели, определяющие невосприимчивость к фитопатогенам и аллели, ухудшающие другие хозяйственные признаки. Для нарушения сцепления признаков используются различные физические и химические факторы, которые приводят к генным и хромосомным мутациям. Среди них: гамма-лучи, УФ излучения, магнитные поля, различные химические супермутагены, пр. Такие методы индуцированного мутагенеза давно используются в селекции винограда и упоминаются в различных источниках, например, в трудах симпозиума Генетика и селекция винограда на иммунитет, Киев, «Наукова думка», 1978. Но в них не описаны способы с использованием электрического поля и перекисных радикалов, одновременно.

Целью данного изобретения является разработка такого способа, который позволяет с высокой степенью контролировать дозировки мутагенных факторов, не представляющих опасность для оператора и позволяющего получать высокий процент мутаций.

Известен «Способ индуцирования мутаций у растений» (патент РФ 2302728), который заключается в обработке семян потоком отрицательных аэронов, перекисью водорода и маннитола. Способ позволяет увеличить выход хромосомных аберраций и повышает жизнеспособность семян. Недостаток способа в том, что он не апробирован в селекции винограда.

Наиболее близким изобретением к предлагаемому (прототип) является «Способ повышения всхожести семян амурского винограда» (патент РФ 2654865). Известный способ позволяет проводить обработку семян винограда в электрическом поле с одновременным воздействием перекисных радикалов. Однако способ не изучен на предмет проявления мутаций и их последствий.

Целью предлагаемого изобретения является использование электрического поля и перекисных радикалов, возникающих в анодной электролитической ячейке для индуцирования мутаций в селекции винограда, с целью получения гибридных форм, устойчивых к патогенным грибам.

Для осуществления предлагаемого изобретения, стратифицированные гибридные семена виноград помещают в анодную электролитическую ячейку с питьевой водой. Напряженность постоянного электрического тока составляла 65 вольт. При этом показатель рН анолита достигает величины 2,9 единиц. А плотность тока устанавливалась в пределах - от 7,0 до 7,5 мА/см. Экспозиция семян в ячейке - 8 часов.

Был проведен эксперимент по описанной методике с гибридными семенами (Таежный х Сомерсет сидлис). Контролем служили те же семена, не прошедшие обработку в электролитической ячейке.

Форма винограда Таежный является гибридом винограда и Vitis Labrusca. При высокой морозоустойчивости, форма полностью неустойчива к милдью и среднеустойчива к оидиуму. При удовлетворительном весе ягод, около 3 грамм, имеет специфический «лисий» вкус.

Сорт Сомерсет сидлис является сложным гибридом с участием Vitis vinifera и нескольких американских видов, в том числе Vitis Labrusca, Vitis riparia, Vitis Lincecumii. Сорт Сомерсет сидлис высокоустойчив к милдью и оидиуму, но имеет мелкие ягоды, около 1 грамма.

Из полученных 144-х гибридных семян, после проращивания без стимуляции в электролитической ячейке, взошло 16 штук из них. В дальнейшем эти семена считались контрольными. После стимуляции оставшихся семян, взошло еще 59 штук, которые являлись экспериментальными. Итого, было получено 75 сеянцев.

В период вегетации до 1-го настоящего листа мы наблюдали у 36 сеянцев экспериментальной группы отсутствие роста или морфологические изменения: отсутствие одного из семядольных листьев, курчавость листьев, отсутствие зеленой окраски, что свидетельствовало о наличии мутаций. Такие сеянцы отбраковывались. Оставшиеся сеянцы - 16 контрольных и 23 экспериментальных - высаживались в условия с повышенным инфекционным фоном. Растения выращивались по методике А.Ю. Потапенко (диссертация на ученую степень к. с-х наук «Направленное выращивание сеянцев винограда в целях ускорения селекционного процесса», Новочеркасск, 1996 г. ), что позволяло получить сигнальные грозди на многих сеянцах уже на второй год и сделать оценку качеству плодов.

Во время вегетации можно было наблюдать поражение листьев милдью и оидиумом. Эти поражения оценивались по общепринятой шестибальной шкале, где 0 баллов - полная иммунность, 1 балл - очень высокая устойчивость, 2 балла - высокая устойчивость, 3 балла - средняя устойчивость, 4 балла - низкая устойчивость, 5 баллов - полная неустойчивость. Высокоустойчивыми сеянцами считались те, которые получили оценку не хуже 1-2 баллов по заражению обоими грибами.

В контрольной группе устойчивость не превышала 3 баллов и наследовалась по принципу гипотетического гетерозиса, когда в потомстве не наблюдается выщепления форм, превышающих устойчивость одной из наиболее устойчивых родительских форм, но наблюдаются формы более устойчивые, чем величина среднего значения устойчивости двух исходных форм. В экспериментальной группе наблюдалось 11 штук растений с устойчивостью 1-2 балла.

Было замечено, что на второй год вегетации некоторые сеянцы приобретают более высокую устойчивость к грибам, по сравнению с первым годом. Это может объясняться тем, что в ответ на внедрение патогена, растение, вырабатывает большее количество фитоалексинов. Поэтому, окончательный отбор на устойчивость, целесообразно проводить на втором году вегетации. Степень изменения устойчивости некоторых форм показана в таблице 1.

На третий и последующие годы продолжалась оценка хозяйственно ценных признаков плодов тех высокоустойчивых сеянцев, которые не дали сигнальные грозди на второй год после посева. Удовлетворительными считались те ягоды, вес которых был не менее 3 грамм и без «лисьего» вкуса, характерного для гибридов с участием Vitis Labrusca. В экспериментальной группе, из 11-ти высокоустойчивых к грибам, таких растений обнаружилось 6 шт. Был сделан вывод, что для получения требуемых результатов, целесообразно проводить селекцию с семенами прошедшими обработку в описанном способе. Способ может применяться при гибридизации в селекции винограда для получения форм с высокой устойчивость к грибным заболеваниям.

Изобретение относится к сельскому хозяйству применительно к селекции винограда на иммунитет к патогенным грибам. Способ индуцированного мутагенеза при селекции винограда на устойчивость к милдью и оидиуму осуществляют путем обработки семян электроактивированной водой кислой реакции, когда семена находятся в электролитической ячейке и подвергаются воздействию постоянного электрического тока напряженностью 65 вольт, при экспозиции 8 часов. При этом плотность тока составляет от 7,0 до 7,5 мА/см², а водородный показатель воды - рН составляет 2,9 единиц. Отбор сеянцев проводят на втором году вегетации, после посева семян по шестибалльной шкале, при соответствии устойчивости не хуже 2-х баллов. Достигается высокий процент мутаций в селекции винограда при получении гибридных форм, устойчивых к патогенным грибам. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ индуцированного мутагенеза при селекции винограда на устойчивость к милдью и оидиуму путем обработки семян электроактивированной водой кислой реакции, когда семена находятся в электролитической ячейке и подвергаются воздействию постоянного электрического тока напряженностью 65 вольт, при экспозиции 8 часов, при этом плотность тока составляет от 7,0 до 7,5 мА/см², а водородный показатель воды - рН составляет 2,9 единиц, отличающийся тем, что отбор сеянцев проводят на втором году вегетации, после посева семян по шестибалльной шкале, при соответствии устойчивости не хуже 2-х баллов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отбирают сеянцы, ягоды которых не обладают «лисьим» вкусом, характерным для гибридов с участием Vitis Labrusca.