Способ получения мутантов зерновых культур Советский патент 1989 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генетике и селекции, и может быть использовано для получения наследственных изменений при создании исходного материала для селекции сельскохозяйст- венных растений

Целью изобретения является повышение выхода морфологических и фи- зиологическргх мутаций у растений во втором поколении.

Способ состоит в том, что ние колоса проводят в фазу молочной спелости семян гелий-неоновым лазером в течение второго часа после захода солнца

В качестве акцептора лазерного излучения в семенах выступает особый хромопротеид, получивший название фитохром, который ассоциирован с цитоплазматическими мембранами

При поглощении квантов света с длиной волны 6328 А происходит возбуждение фитох.рома Ф 660о Это приводит к изменению проницаемости клеточных мембран для фитогормонов, которые при определенных концентрациях обладают хорошо выраженным му- тагенным действием

При лазерном облучении семян ячменя в первый темновой период, когда после активного фотосинтеза они богаты, фитогормонами, отмечаются наибольшая частота и спектр мутационных изменений.

Минимальная частота и спектр мутаций наблюдаются при лазерном облучении колоса ячменя после восхода солнца, Данный эффект связан с действием дальнего красного света, находящегося в спектре утреннего и заходящего солнца.

3 15

Между красным и дальним красн:-ж светом существует антагонизм, npri условии введения второго луча вслед, за красным светом или наоборот,что указывает на их типичную фитохромную природу

Примеры 1-5 у Колосья растений ячменя сорта Луч, семена которых находились в фазе молочной спелости, облучались лучами гелий- неонового лазера с экспозицией 60 t-mHj плотность мощности 0,5 мВт/с В первом варианте колосья облучались с О до 1ч ночи, через час по- еле захода солнца, во втором - с 1 до 2 ч, в третьем - с 2 до 3 ч и в четвертом варианте - с 4 до 5 ч утра о

В период, когда ячмень проходит фазу молочной спелости зерна., за-, ход солнца наблюдается приблизительно в 23„00, Тое время с О до 1 ч ночи является вторым часом после захода, солнца о

На контрольные колосья не воздей- ствуют лазерным излучением

В каждом варианте обрабатывается 10 колосьев и высевается в М 200 зерен на делянку площадью 1,5 м

Наблюдения за динамикой развития растений ,в первом поколении.- показывают, что все фенофазы в опытных вариантах наступают одновременно с контролем

Ночное лазерное облучение колосьев ячменя оказывает влияние на рост и развитие растений в первом поколении

Результаты влияния ночного лазер- ного облучения колоса ячменя на рост и развитие растений в первом поколении приведены в табл

Как видноJ, из табл, предлага- мая лазерная обработка семян в ко- лосе ячменя является малотоксичным физическим фактором. Например, при облучении с 1 до 2 ч ночи лучами гелий-неонового лазера колосьев ячменя у растений в My отмечено существенное увелр-гчение общей и продуктивной кустистости.

В вариантах всех периодов облуче- 51ИЯ высота растений ячменя больше, чем в контроле на 7,О-I2,1 см,

Правда, масса зерна с колоса у растений первого поколения при облучении, колосьев в период с О до . ч ,

с 2 до З-ч ночи.и с 4 до 5 : утра . достоверно ниже, чзм в контрольном варианте

На протяжении всего вегетационного периода во втором поколении проводится работа по отбору измененных растений по признаку, отличаю- 1ЦИХСЯ от исходного сорта

В Mj, отмечаются; новообразования - это семьи с нрямостоячей формой куста, ранним выходом в трубку, с короткой и длинной соломиной, рыхло- колосые,- плотноколосые, скороспелые позднеспелые формы и другие.

В. табЛо 2 приведен спектр мутационной изменчивости ячменя во втором поколении

Максимальное количество изменений (11 типов) отмечается при облучении с О до 1 ч ночи. Только в указанном варианте вьщелены плотноколосые формы, колосья с короткими остьями и хаотической стерильностью скороспелые мутанты

Минимальное количествой мутаций (4 типа) полз чено при лазерном облучении колосьев ячменя с 4 до 5 ч утра - это формы с прямостоячим кустом, с длинным стеблем, поздне- спелые, с пониженным содержанием белка в сравнении с сортом Луч

Основная часть представленных мутантов отличается от сорта Луч не одним, а целым рядом признаков, которые затрагивают форму и плотность колоса, высоту растений, массу зерна и колоса, наступление отдельньк фаз развития ячменя и другие признаки

Это явление (изменение ряда приз- паков) у мутантов обычно вызывается или плейотропным действием му таптпого гена, или одновременным мут.ированием нескольких генов

Часть выделенных мутантов Б.ячмене представляет ценность для селекционеров по признакам продуктивной кустистости, массе зерна с колоса, устойчивости к полеганию и т,д

Фенологическая характеристика пе- которьк мутантов ячменя во втором поколении дана в табл. 3.

Мутапт 1-5, Разновидность нутанс Созревает на 4-5 дней позже стандартного сорта. Колос двурядный, длинный с короткими остями. Высота растений на 20 см больше исходного сорта Лз Ч

515

Мутант 2-1 о Разновидность нутанс. Колос средней длины и.плотностио Вегетационный период на 3-4 дня меньше, чем у сорта Луч

Мутант 2-11 о Разновидность нутанс Созревает на 2-3 дня раньше стандар ного сортао Содержит в зерне 19,5% белка, что на 5,5-6,0% больше, чем у исходного сорта Луч.

Мутанты 3-7 .и 5-5 относятся к разновидности нутансо Характеризуются высокой продуктивной кустистостью. Высота растений превышает контрольный сорт соответственно на 5,2 и 11,0 см. Масса зерна с колоса на 0,,.2 г больше, чем у сорта Луч.

Частота морфологических и физио- лог1-иеских мутаций, полученных во втором поколении., показана в табл.4.

В варианте без облучения мутанты не выделены

При облучении колосьев ячменя гелий-неоновым лазером в темный период суток с О до 1 ч ночи, с 1 до 2 ч и с 2 до 3 ч получено соответственно

25306

7,69} 6,67 и 6,12% мутантных изменений. Существенных различий между указанными вариантами не отмечено,

г При обработке генеративных органов ячменя носле восхода солнца с 4 до 5 ч процент мутаций составил 2,33. - это в 2,6-3,3 раза меньше, чем при ночном облучении

10 Таким образом, предлагаемый способ позволяет расширить спектр мутационной изменчивости во втором поколении

15 Формула изобретени

Способ получения мутантов зерновых культур, включающий облучение колоса гелий-неоновым лазером, о т- лич ающийся тем, что, с целью повышения выхода морфологических и физиологических мутаций у растений во втором поколении, облучение колоса проводят в фазу молочной спелости в течение второго часа после захода солнца.

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к генетике, селекции, и может быть использовано при создании селекционного исходного материала. Целью изобретения является повышение выхода мутаций у растений во втором поколении. Способ состоит в том, что колосья растений подвергаются обработке гелий-неоновым лазером в фазу молочной спелости в течение второго часа после захода солнца. Показано воздействие гелий-неонового лазера при обработке в темновой и световой фазах суток на примере ярового ячменя. Наибольший выход мутаций отмечается при обработке с 0 до 1 ч.ночи, т.е.в течение второго часа после захода солнца. 4 табл.

Уровень пероятпости ,95. Уровень вероятности ,99, Уровень перолтиости ,999,

пря

3

130135

2,3ltl.31 6 4,44+1,77

ль- 2

3

- 2

I

3

i ,54±,08

I

0,74±0,74

2,31 + 1,3.1 4 2,96±1,4б 0,741-0,74 2,31+1,31 - . 1,54+1,08 I 0,77+0,77

Таблица 1

Т а б л н ц а 2

7 4,76+1,76 1 0,7В+0,77

10,68+1,20

21,30+0,96 2 1,55±1,09 1 0,68+1,20 - Уровень вероятности ,95. уровень вероятности р 0,093. Уровеяь вероятности Р 0,999. ,

Уровень вероятности ,95.

Продолжение табл.2

Таблица