Способ получения рекомбинаций у растений томатов Советский патент 1990 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности генетике растений, и может быть использовано в сельском хозяйстве для увеличения генотипи- ческой (комбинативной) изменчивости растений в селекционно-генетических работах.

Цель изобретения - увеличение частоты и расширение спектра геноти- пической изменчивости.

Способ состоит в том, что осуществляют воздействие на растение экстремальными температурами в сочетании с обработкой рекомбиногеном, при этом экстремальными температурами воздействуют только на вегетативные части растений, а генеративные органы изолируют в оптимальных условиях на стадии предмейоза и обрабатывают водным раствором митомицина С. .

Данный способ локального воздействия экстремальными температурами позволяет использовать в исследованиях температуры, которые при прямом воздействии на генеративные органы приводят к повреждению и опадению цветков. Согласно изобретению происходит разобщение нормальных метаболических изаимодействий вегетативных и генеративных органов, что приводит к большей чувствительности генеративных органов к действию рекомбиногена.

Способ осуществляют следующим образом.

Растения томатов F выращивают в вегетационных сосудах Вагнера. На стадии развития первой кисти растения помещают в климокамеру с заданным температурным режимом. На каждом

31577729

растении оставляют не более двух предмейотических бутонов на первом соцветии. Соцветия изолируют от внешней температуры с помощью микрокамер, внутри которых поддерживают температуру, оптимальную для прохождения мейоза (23°С). Стабильность темпера- туры внутри микротермокамер поддерживают за счет циркуляции теплоносителя в водяной рубашке, находящейся между стенками микротермокамеры, с помощью термостата. Соединение микротермокамер с термостатом осуществляют при помощи резиновых шлангов. Одновременно используют 8 микротермокамер, подсоединенных к термостату через две распределительные гребенки с 8 отводами. Микротермокамеры укрепляют на соцветиях почти жестко при помощи лапки, установленной на штативе. Герметизация соцветия внутри микротермокамеры достигается за счет мягких уплотнений из поролона, которыми снабжена крышечка микротермокамеры. Продолжительность температурной обработки 48 ч.

После рекомбиногенных воздействий соцветия освобождают из микротермокамер, а сами растения переносят в нормальные для вегетации условия и доводят до цветения. Созревшей пыльцой, собранной с обработанных растений, опыляют материанские (маркерные) формы (возвратное скрещивание) для проведения генетического анализа в потомстве.

Действенность способа увеличения частоты рекомбинаций у растений подтверждается исследованиями на разных группах сцепления томатов с применением высоких и низких температур и в сочетании с действием митомици- на С.

Пример 1. Активно вегетирую- щие растения томатов F, (awd/++; СШ-2/++) помещают в следующие температурные режимы: 8°С (низкотемпературный) , 38°С (высокотемпературный) и

10

К

20

25

30

35

40

45

Результаты маркерного анализа показывают эффективность (р $ 0,0V) локальной высокотемпературной обработки для увеличения частоты рекомбинации в сегменте т-2 с (6 хромосома). Данные представлены в табл. 1 (изменение частоты рекомбинации в маркерных зонах 2 и 6-хромосом томата при локальном действии температуры).

Пример 2. Гибриды F/ (ful - e/++; hi - a/++) на стадии предмейотических бутонов первой кисти помещают в климокамеру с температурным режимом 10°/14°C (день/ночь). Длительность дня 14 ч. Соцветия находятся в условиях оптимальной температуры 23°С в микротермокамерах. Продолжительность обработки 48 ч. Одновременно с температурным воздействием в течение 48 ч в соцветие поступает 2 мл водного раствора мито- мицина С в концентрации 20 мкг/мл (через черешок первого подкистного листа - лист-питатель).

Результаты маркерного анализа показывают, что сочетание низкотемпературного стрессового воздействия 14°C/10°C на вегетативную систему растения с митомицином С в концентрации 20 мкг/мл достоверно (р 0,05) увеличивало частоту рекомбинации в обоих изученных сегментах хромосом 4 (ful - е) и 11 (hi - а). Также отмечают аналогичный ответ на подобное локальное действие пониженной температуры в сочетании с обработкой 1 мл митомицина С в концентрации 20 мкг/мл.

Применение только митомицина С, только низкой температуры 14 С/ 10°С на вегетативную часть растения, либо на все растение или сочетание митомицина С с температурой 14°С/ 10°С на все растение, не дает такого ярко выраженного эффекта, как при применении предлагаемого способа, т.е. когда воздействуют экстремальной температурой только на вегетативные органы растения, а генеративные органы на стадии предмейоза изолируют

23°С (контрольный) варианты. Предмейотические бутоны первого соцветия изо- 50 в ОПТимальных условиях и обрабатывают

водным раствором митомицина С.

Данные представлены в табл. 2 (сравнение воздействия комплекса рекомбиногенных факторов на все растение и 55

лируют в микротермокамерах с температурным режимом 23°С. Время термообработки 48 ч. При данном режиме обработок прямое действие экстремальных температур на генеративные органы растений приводит к дегенерации соцветий. Применение способа локальных обработок позволяет избежать этого явления.

на вегетативную систему). Формула изобретения

1. Способ получения рекомбинаций у растений томатов, включающий воз

0

5

0

5

0

5

Результаты маркерного анализа показывают эффективность (р $ 0,0V) локальной высокотемпературной обработки для увеличения частоты рекомбинации в сегменте т-2 с (6 хромосома). Данные представлены в табл. 1 (изменение частоты рекомбинации в маркерных зонах 2 и 6-хромосом томата при локальном действии температуры).

Пример 2. Гибриды F/ (ful - e/++; hi - a/++) на стадии предмейотических бутонов первой кисти помещают в климокамеру с температурным режимом 10°/14°C (день/ночь). Длительность дня 14 ч. Соцветия находятся в условиях оптимальной температуры 23°С в микротермокамерах. Продолжительность обработки 48 ч. Одновременно с температурным воздействием в течение 48 ч в соцветие поступает 2 мл водного раствора мито- мицина С в концентрации 20 мкг/мл (через черешок первого подкистного листа - лист-питатель).

Результаты маркерного анализа показывают, что сочетание низкотемпературного стрессового воздействия 14°C/10°C на вегетативную систему растения с митомицином С в концентрации 20 мкг/мл достоверно (р 0,05) увеличивало частоту рекомбинации в обоих изученных сегментах хромосом 4 (ful - е) и 11 (hi - а). Также отмечают аналогичный ответ на подобное локальное действие пониженной температуры в сочетании с обработкой 1 мл митомицина С в концентрации 20 мкг/мл.

Применение только митомицина С, только низкой температуры 14 С/ 10°С на вегетативную часть растения, либо на все растение или сочетание митомицина С с температурой 14°С/ 10°С на все растение, не дает такого ярко выраженного эффекта, как при применении предлагаемого способа, т.е. когда воздействуют экстремальной температурой только на вегетативные органы растения, а генеративные органы на стадии предмейоза изолируют

0 в ОПТимальных условиях и обрабатывают

Данные представлены в табл. 2 (срав нение воздействия комплекса рекомбиногенных факторов на все растение и

на вегетативную систему). Формула изобретения

1. Способ получения рекомбинаций у растений томатов, включающий воздействие на растение рекомбиногеном и экстремальной температурой, отличающийся тем, что, с целью увеличения частоты и расширения спектра генотипической изменчивости, в качестве рекомбиногена используют митомицин С, который вводят в растения в количестве 20-40 мкг действуютемпературами воздействуют только вегетативные органы, а генеративны органы изолируют в оптимальных усл виях, i

2. Способ по п. 1, отлича щий с я тем, что низкотемперату ное воздействие устанавливают до

щего вещества, при этом экстремальнымиJQ g C, высокотемпературное до 38е1 С.

Таблица 1

температурами воздействуют только на вегетативные органы, а генеративные органы изолируют в оптимальных условиях, i

2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что низкотемпературное воздействие устанавливают до

g C, высокотемпературное до 38е1 С.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генетике и селекции растений, и может применяться в сельском хозяйстве при создании новых сортов томатов. Целью изобретения является увеличение частоты и расширение спектра гепатической изменчивости. Способ состоит в том, что на растения комплексно воздействуют рекомбиногеном и экстремальными температурами, при этом в качестве рекомбиногена используют митомицин C в небольших концентрациях, а температурной обработке подвергают лишь вегетативные органы растений, изолируя при этом в оптимальных условиях генеративные органы. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

р 0,01

На псе растение

На вегетативную систему

Различия достоверны при уровне вероятност 1 р Ј 0,05

Таблица 2

16,16t1,48

17,74t1,41

22,13i2,66

18,79+2,33

22,33+2,21

21,82+1,97.

30,,85 34,,75 32,70+3,01 36,17+2,86 33,66+2,69

38,41t2,32