Способ оценки скороспелости селекционных форм картофеля Советский патент 1990 года по МПК C12N5/00 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к клеточной инженерии и может быть использовано в селекции сельскохозяйственных растений, в частности картофеля.

Биотехнологические программы включают в свой состав технологии, основанные на использовании культивируемых протопластов, клеток и тканей. Одно из главных направлений новых биотехнологий состоит в использовании методов клеточной и генной инженерии для целенаправленного генетического изменения клетки. Такие измененные человеком культивируемые родительские клетки в большинстве случаев сохраняют тотипотентность, т.е. способность перейти к выполне-

нию программы развития, в результате которой из культивируемой соматичес-. кой клетки возникает целое растение (причем сначала в пробирке). Такое пробирочное растение при пересадке в почву способно к нормальному росту и размножению. Дальнейшая оценка таких модифицированных растений по хозяйственно-ценным признакам, в том чис- ле и по скороспелости, проводится,как правило, традиционными методами, т.е. в полевых условиях. Для этого необходимо продолжительное время (не менее 2 вегетационных периодов). Поэтому разработка экспресс-методов оценки полученного с помощью биотехнологических приемов материала на более ранних этапах имеет большое значение,

СП

J

оо

&

В данном случае предлагается способ быстрой оценки (в течение 2 недель) полученных модифицированных генбти- пов картофеля по группам скороспе- лости на очень раннем этапе (на уровне пробирочных растений).

Цель изобретения - ускорение оценки и снижение ее трудоемкости.

Способ состоит в том, что осу- ществляют выращивание растений, анализ и отбор их по морфологическим признакам, при этом междоузлия сте- рильных пробирочных растений помещают на питательную среду, в которую дополнительно вводят 0,001-0,01% бензимидазольной соли 2-хлорэтилфос- фоновой кислоты, а в качестве морфологического показателя используют длину корешков и их количество, от- бор проводят в сравнении с сортами- стандартами.

Междоузлия культивируют на питательной среде при 25-30°С в течение 13-15 дней. Скороспелость испытыва- емых генотипов определяют по индексу корнеобразования в сравнении с сортами-стандартами. Индекс корнеобразования А вычисляют по формуле

А Д К

где Д - средняя длина корней одного

междоузлия, см, К - количество корней на одном

междоузлии, шт.,г

Питательная среда, содержащая варианты,с минимальным, оптимальным и максимальным содержанием бензимидазольной соли 2-хлорэтилфосфоновой кислоты (БСХК) и показатели, ха- до рактеризующие способ, представлены в табл. 1. Эти данные показывают, что оптимальное содержание БСХК в среде составляет 0,005%. При прочих остальных оптимальных пара- д5 метрах (температура и продолжительность) результаты оценки здесь абсолютно достоверны. Индекс корнеобразования генотипов находится в тех же пределах, что и у сортов-стандартов. ,Q

При использовании БСХК в концентрации 0,001%-достоверно возможно определить скороспелость только ранних и среднеранних генотипов. Для генотипов остальных групп скороспелости эта концентрация не действует и абсолютно не действует при концентрации 0,0009%. Поэтому и определяют концентрацию 0,001% БСХК как минимальную.

55

г

о 5 Q

5

При концентрации БСХК 0,01% достоверно возможно определить скороспелость Только поздних и среднепоздних гибридов. Для остальных групп скороспелости и в более высокой концентрации БСХК вообще действует как ингибитор. Поэтому концентрацию 0,01% БСХК определяют как максимальную

Температура, при которой культивируют черенки на питательной среде, также является существенным признаком способа.

В табл.2 приведены варианты с минимальной, оптимальной и максимальной температурой культивирования, х Из результатов, представленных в табл. 2 видно, что оптимальная температура культивирования составляет 27°С. В этом варианте индекс корнеобразования испытываемых генотипов и сортов-стандартов дает возможность наиболее достоверно определить скороспелость образца. Как известно, корнеобраэование у картофеля в сильной степени зависит от температуры (это культура умеренной температуры). При температуре 30°С в целом возможно определить скороспелость генотипов только поздней группы (это максимальная температура). Температура 25°С является минимальной, при которой возможно определить скороспелость генотипов только ранней группы.

На корнеобразование (а значит, и на индекс корнеобразования) влияет и продолжительность культивирования. В табл.3 приведены варианты с минимальной, оптимальной и максимальной продолжительностью культивирования.

Из данных табл. 3 видно, что достоверное определение скороспелости испытываемых генотипов возможно при продолжительности культивирования междоузлий только в течение 13-15 сут (оптимум 14 сут). При меньшей продолжительности культивирования длина корешков недостаточна), а в некоторых случаях их еще и вовсе нет).для определения индекса, поэтому результаты в данном случае недостоверны.- А при продолжительности культивирования междоузлий (эксплантетов) 16 и более суток уже не наблюдается четкой корреляции индекса корнеобрази- вания между изучаемыми генотипами и сортами-стандартами, поэтому и здесь результаты также недостоверны.

5

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Испытуемые генотипы в фазе 3-5 недельных пробирочных растений в стерильных условиях, например ламинар-боксах, разрезают на черенки по числу междоузлий. В каждом черенке удаляют листья и почки. Отбирают 1-4 междоузлия и делают на них насечки. Насечку производят острым предметом, например лезвием или скальпелем, на глубину 0,5-1,5 мм (в зависимости от толщины стебля) перпендикулярно междоузлию с интер- валом 3-5 мм. Количество насечек должно быть везде равным. Подготовленные таким образом междоузлия помещают всей длиной на поверхность агази- рованной питательной среды Мурасиге- Скуга, предварительно разлитой в чашки Петри (100 мм). В питательную среду предварительно добавляют бензи мидазольную соль 2-хлорэтилфосфоново кислоты, в концентрации 0,005%. Чаш- ки Петри с питательной средой и эксплантатами помещают в термостат и культивируют при 25-30 С в темноте в течение 14 сут.В качестве контроля слжат эксплантаты сортов-стандартов с известной скороспелостью подготовленные аналогичным образом.

По окончании культивирования измеряют длину образовавшихся в местах насечек корней, их количество и вы- числяют индекс корнеобразования (А Д К), т.е. умножают среднюю длину корешков (в см) на их количество. О принадлежности испытываемых .генотипов к той или иной группе скоро- спелости судят по индексу корнеобразования, сравнивая его с индексом корнеобразования сортов-стандартов.

К группе ранних относят генотипы с индексом корнеобразования 42-56, к группе среднеранних 34-40 к группе среднеспелых 26-31

д 5 0 5 0

о

5

916

к группе среднепоздни-х 18-24 к группе поздних 10-17 Аналогично осуществляются остальные примеры, только используются разные сорта картофеля и различные режимы и параметры, подтверждающие предлагаемые интервалы (результаты представлены в табл.1 и 2).

Эффективность предлагаемого способа заключается в уменьшении продолжительности оценки с 16-17 мес до 13- 15 сут и в уменьшении в 4-5 раз производственных, затрат на оценку селек- циднных форм катофеля 0,04 чел-дня (1 генотип против 0,16-0,20 чел-дня) 1 генотип по известному способу. Кроме того, применение этого способа дает возможность проводить оценку пробирочных растений на скороспелость сразу же и в течение года (т.е. сезонность исключается).

Формула изобретения

1.Способ оценки скороспелости селекционных форм картофеля, включающий выращивание растительного материала, его анализ и отбор скороспелых форм по морфологическим признакам, отличающийся тем, что, с целью ускорения оценки и снижения ее трудоемкости, в качестве растительного материала используют междоузлия стерильных пробирочных растений, которые помещают на среду Мурасиге-Скуга, в которую добавляют бензимидазольную соль 2-хлорэтилфосфоновой кислоты в концентрации 0,001- 0,01%, анализ и отбор ведут, учитывая количество и длину образующихся корешков, путем сравнения их с еор- тами-стлндартами.

2.Способ по п.1, о т л и ч a rant и и с я тем, что междоузлия картофеля выращивают на питательной среде при 25-30 эС в течение 13 15 дней.

Примечание. При температуре и культивировании 14 сут.

157819Г

10 Таблица 2

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к культивированию растительных клеток, и может быть использовано в селекции растений. Целью изобретения является ускорение оценки скороспелости и снижение ее трудоемкости. Способ состоит в том, что осуществляют выращивание растительного материала, анализируют его и отбирают скороспелые формы по морфологическим признакам, при этом осуществляют выращивание междоузлий стерильных пробирочных растений, которые помещают на среду Мурасиге - Скуга с предварительно добавленной в нее бензимидазольной солью 2-хлорэтилфосфоновой кислоты, а затем анализ и отбор ведут, учитывая количество и длину образующихся корешков, путем сравнения их с сортами-индикаторами. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Примечание. Концентрация бензимидазольной соли 2-хлорэтилфосфоновой

кислоты.0,005%, продолжительность культивирования 14 сут.

Сорта-стандарты 42-58 52-67 34-40 40-52 26-31- 33-39 18-24 25-31 10-17 17-25

Таблица 3

65-88 Ранний Ранний

Средне- ранний

Среднеспелый

Средне- поздний

Поздний

Средне- ранний СреднеспелыйСредне- поздний Поздний

Испытуемые гибриды

1римечание. Концентрация бензимидазольной соли 2-хлорэтилфосфоновой

кислоты в среде Мурасиге-Скуга 0,005%, температура 27 С.

Продолжение табл.3