Способ изменения высоты растений пшеницы Советский патент 1992 года по МПК A01H4/00 A01H1/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии и может быть использовано в генетике и селекции растений.

Известен способ изменения высоты растений пшеницы с использованием мутагенов, в частности химических.

Но этим известным способом нельзя достичь направленного изменения только высоты растений при сохранении основных биологических признаков исходного селектируемого образца.

Известен также способ изменения высоты растения пшеницы на основе изоген- ных линий, применяемый для получения аналогов сорта с одним или несколькими измененными генами, регулирующими высоту растений, который требует проведения многочисленных беккроссов между донором и реципиентом в течение нескольких поколений (вегетации).

Однако несмотря на целенаправленный перенос генов высоты от донора к реципиенту без изменения других генетических систем, этот способ требует больших временных затрат на создание форм с измененной высотой. Кроме того, зачастую этим способом не удается разорвать нежелательные, с биологической и хозяйственной точек зрения, сцепления генов высоты с другими генетическими системами, что накладывает дополнительные ограничения а практическое использование этого способа.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изменения высоты растений пшеницы после культивирования изолированных тканей на искусственных каллусогенных питательныхсредахс фитогормональными доVJСА) 00

Х|

банками с последующей регенерацией из них растений.

Основным недостатком известного способа является отсутствие направленных изменений высоты полученных растений, по сравнению с высотой растений-доноров, или ее стабилизации на уровне высоты растений пшеницы исходного донорного сорта.

Цель изобретения - направленное изменение высоты растений и ее стабилизация на уровне высоты растений пшеницы исходного донорного сорта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изменения высоты растений пшеницы, предусматривающем культивирование изолированных тканей растений-доноров на каллусогенной среде в присутствии фитогормонов и последующее получение растений путем регенерации, в качестве фитогормона дополнительно используют полиэтиленгликоль 6000 в концентрации 5-20 мас.%, при этом, с целью уменьшения высоты получаемых растений полиэтиленгликоль 6000 используют в концентрации 14,5 - 20 мас.%, с целью уменьшения высоты растений, измененных ранее по высоте в сторону увеличения, полиэтиленгликоль 6000 используют в концентрации 7.5 - 20 мас.%, с целью стабилизации высоты получаемых растений, полиэтиленгликоль 6000 используют в концентрации 5-14 мас.%.

На чертеже показано влияние полиэти- ленгликоля 6000 (ПЭГ) различной концентрации в каллусогенной питательной среде в весовых процентах (горизонтальная ось) на высоту (Н) растений потомств регенерантов в см (вертикальная ось) трех сортов яровой мягкой пшеницы. Пунктирными линиями показана высота в см растений исходных донорных сортов пшеницы.

Способ осуществляется следующим способом.

Изолированные 14-дневные зародыши донорных растений пшеницы в стерильных условиях помещают на каллусогенную питательную среду (например, Линсмайера-Ску- га), содержащую фитогормональные добавки ауксинового ряда (например, 2,4- дихлорфеноксиуксусную кислоту) и культивируют, например, в темноте при +27°С в течение 1 месяца. Затем полученные калус- сные культуры пересаживают на питатель- ные среды следующего состава в зависимости от поставленных задач:

а) для получения растений, не отличающихся по высоте от исходных донорных растений, используют каллусогенную среду (например, Линсмайерз-Скуга), содержащую

фитогормональные добавки ауксинового ряда (например, 2, 4-дихлорфеноксиуксусную кислоту), с добавкой полиэтиленгликоля 6000 в концентрации 5-14 мас.%;

5б) для получения растений более низких, чем растения исходного донорного сорта, используют каллусогенную среду (например, Линсмайера-Скуга), содержащую фитогормональные добавки ауксинового ря0 да (например, 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту) с добавкой полиэтиленгликоля 6000 в концентрации 14,5 - 20 мас.%;

в) для получения растений более низких, чем растения, измененные по высоте в

15 сторону увеличения в результате культивирования на каллусогенной среде, используют каллусогенную среду (например, Линсмайера-Скуга), содержащую фитогормональные добавки ауксинового ряда (на0 пример, 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту) с добавкой полиэтиленгликоля 6000 в концентрации 7,5 - 20 мас.%.

После пересадки каллусных культур на указанные среды их культивируют, напри5 мер, в темноте при +27°С в течение 1 месяца. По истечении этого срока каллусные культуры со всех вариантов сред пересаживают на среду для органогенеза, например, Блейдза, содержащую фитогормональные

0 добавки ауксинового и кинетивного рядов (например, индолил-3-уксусную кислоту и кинетин), и культивируют их на свету, например, при освещенности 3000 лк с фотопериодом день/ночь 16/8 ч при +27°С с целью

5 регенерации растений. Растения с хорошо развитыми побегами и корнями переносят в сосуды с почвой и выращивают до получения семенного потомства; семенное потомство объединяют в группы в зависимости от

0 варианта среды культивирования каллусных культур и выращивают, сравнивая среднюю высоту растений в группе с высотой группы растений исходного донорного сорта.

5 Способ изменения высоты растений пшеницы реализовали следующим образом.

Пример 1.0т донорных растений пшеницы сортов Ершовская 32 (разновид0 ность эритроспермум), Саратовская 46 (разновидность альбидум) и Саратовская 55 (разновидность альбидум) изолировали 14- дневные зародыши, которые, предвари- тельнопростерилизовавЗ%-ным раствором

5 хлорамина, высаживали на стерильную каллусогенную среду Линсмайера-Скуга, содержащую 2,0 мл/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, и культивировали в темноте при +27°С в течение 1 месяца. Далее культиви- ррвали на средах с ПЭГ 6000 по схеме приведенной ранее. По истечении месячного срока каллусные культуры пересаживали на среду Блейдза, содержащую 0,2 мг/л индо- лил-3-уксусной кислоты и 0,2 мг/л кинетина, и культивировали их на свету при 3000 лк с фотопериодом день/ночь 16/8 ч при +27°С с целью регенерации растений. Растения с хорошо развитыми побегами и корнями переносили в сосуды с почвой и выращивали до получения семенного потомства: семенное потомство объединяли в группу в зависимости от использования концентрации полиэтиленгликоля 6000 в среде культивирования, выращивали и определяли высоту растений в каждой группе и аналогичный показатель группы растений исходного до- норного сорта. Кроме того, устанавливали соответствие ботанической разновидности растений потомств регенерантов таковой исходного донорного сорта.

По экспериментальным данным, обработанным с применением методов биологической статистики, были построены для трех сортов пшеницы графики зависимости высоты растений от концентрации ПЭГ 6000 в среде, и с учетом средних арифметических и ошибок средних были построены коридоры достоверности, как для высоты растений исходных донорных сортов, так и для потомств регенерантов (фиг. 1). Добавление в каллусогенную среду ПЭГ 6000 в низких концентрациях до 4,5 мас.% достоверно не снижало и не стабилизировало высоту растений по сравнению с высотой растений исходного донорного сорта. Концентрация ПЭГа в каллусогенной среде в диапазоне 5 - 14 мас.% стабилизировала высоту растений на уровне исходного донорного сорта. Содержание ПЭГа в среде в концентрации 14,5 мас.% достоверно снижало высоту растений потомств регенерантов по сравнению с исходным донорным сортом для всех сортов пшеницы. В то же время изменения концентрации ПЭГа 6000 в среде в пределах 7,5 - 20 мас.% приводило к достоверному снижению высоты растений по сравнению с измененными растениями, полученными после культивирования кал- лусных культур на каллусогенной среде. При этом во всех случаях ботаническая разновидность растений пшеницы потомств регенерантов соответствовала ботанической разновидности растений исходного донорного сорта.

Пример 2. В таблице приведены данные по высоте и ботанической разновидности растений пшеницы исходного донорного сорта Ершовская 32 и второго, третьего и четвертого поколения потомств регенерантов, полученных из каллусных

культур, прошедших культивирование на каллусогенных средах с полиэтиленглико- лем 6000 и на каллусогенной среде без добавления ПЭГа.

5 Растения третьего и четвертого поколений, ведущие свое происхождение от каллусных культур, выращенных на среде с концентрацией ПЭГа 20 мас.%, отличались по высоте от растений исходного донорного

0 сорта, не различаясь при этом по ботанической разновидности. В случае выращивания каллусных культур на средах, содержащих ПЭГ 6000 в концентрациях 5 и 10 мас.%, различий по высоте растений с исходным донор5 ным сортом обнаружено не было во всех поколениях потомств регенерантов; ботаническая разновидность также не изменялась. Использование предлагаемого способа, направленного на изменения высоты расте0 ний пшеницы и ее стабилизации, обеспечивает по сравнению с известными способами следующие технико-экономические преимущества:

Манипулирование составом питатель5 ных сред введением разных концентраций полиэтиленгликоля 6000 позволяет направленно получать наследственные формы пшеницы, отличающиеся по высоте от исходного донорного образца, что значительно сокра0 щает время генетико-селекционных работ по созданию аналогов сортов по высоте;

Кроме того, предлагаемый способ не только позволяет изменять, но и стабилизировать высоту растений пшеницы уже в ран5 них поколениях.

Формула изобретения

1.Способ изменения высоты растений пшеницы, предусматривающий культивирование изолированных тканей растений-до0 норов на каллусогенной среде в присутствии фитогормонов и последующее получение растений путем регенерации, отличающийся тем, что, с целью направленного изменения высоты получаемых рас5 тений по сравнению с высотой растений-доноров или ее стабилизации, в качестве фитогормона дополнительно используют полиэтиленгликоль 6000 в концентрации 5-20 мас.%.

2.Способ по п. 1. отличающийся 0 тем, что, с целью уменьшения высоты получаемых растений, полиэтиленгликоль 6000 используют в концентрации 14,5 - 20 мае.%.

3.Способ по п. 1,отличающийся 5 тем, что, с целью уменьшения высоты растений, измененных ранее по высоте в сторону увеличения, полиэтиленгликоль 6000 используют в концентрации 7,5 - 20 мас.%.

4. Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью стабилизации высоты получаемых растений, полиэтиленгликоль 6000 используют в концентрации 5-14 мас.%.

Использование: сельское хозяйство, биотехнология, селекция. Сущность изобретения: культивируют ткань растений-доноров на каллусогенной среде, в которую дополнительно вводят 5-20 мае. % полиэтиленгли- коля 6000, затем , получают растения-регенеранты с измененной высотой. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.1 табл. (Л

различия достоверны до на уровне 0,95

60

.за

40

Ершовская 32

Саратовская 55