Способ клонального размножения свеклы Советский патент 1992 года по МПК A01G23/00 

Ё

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может использоваться в гетеро- зисной селекции свеклы для получения посадочного материала с известными признаками второго года жизни. На семенниках с определенными положительными признаками удаляют цветущие или плодоносящие части веток 2-3 порядка и центрального стебля. Растения подращивают до появления на стебле из пазушных почек новообразований, напоминающих собой корнеплод с розеткой листьев, но без корневой системы. Эти новообразования отделяют от материнского стебля, а в месте прикрепления к нему наносят раневые повреждения с последующей обработкой ростовым веществом, стимулирующим корнеобразование. Удаляют листья. После этого будущие посадочные единицы укореняют в питательной среде под пленкой. Рост и развитие их происходит за счет питательных веществ укороченного стебля. 2 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в гете- розисной селекции свеклы.

Известен способ вегетативного размножения путем разрезания корнеплодов на 4- 16ч. Части корнеплодов высаживают для подращивания в подращивания в почвенную смесь (40% лесной почвы и 60% перегноя) в теплице при + 20°С, после чего растения высаживают на специально подготовленный участок.

Недостаток этого способа состоит в малом выходе посадочных единиц клона.

Известен способ клонального размножения путем очкования заключается в вырезании боковых почек корнеплода с небольшим кусочком ткани. Их высаживают в ящики с почвенной смесью (1 ч. просеянной почвы +1 ч. речного песка). Укоренение глазков проводят в теплице при 18-25°С.

На растения не должны попадать прямые солнечные лучи. После приживания глазки пересаживают в бумажные или торфяные стаканчики, выдерживают 3-5 дн в прохладном помещении, затем 1-2 нед на открытом воздухе в тени после чего пересаживают в грунт.

Недостатком этого способа, позволяющего от одн го корнеплода взять большее количеств осадочных единиц (18-42 почек), явл е., ся то. что приживаемость их низкая и не сохраняется исходный корнеплод.

Известен способ укоренения щитков, который проводят так же, как и глазков, и при таком же режиме. Для повышения процента укоренившихся щитков, укоренения образования корневой системы и увеличения числа образующихся корней щитки обрабатывают регуляторами роста, индоли- луксусной или индолилмасляной кислотой.

XI

N

со

Јь

XI

О

Недостатком этого способа является низкая приживаемость щитков (48, 2%).

Наиболее близким к изобретению является способ клонального размножения сахарной свеклы, при котором посадочные единицы вычленяют из головки корнеплода и высаживают их в субстрат для дальнейшего выращивания, в качестве посадочных единиц используют зеленые побеги, которые вычленяют на головки корнеплода и перед высаживанием в субстрат культивируют не менее 7-15 дн на питательной среде для ризогенеза. Головки корнеплодов после отчленения побегов опрыскивают водой, подкисленной соляной кислотой для развития следующей партии побегов. Условия укоренения стандартные при повышенной влажности воздуха.

Недостатком этого способа является то, что до клонирования невозможно провести отборы по свойствам, проявляющимся в потомстве растений свеклы, и по признакам второго года жизни.

В трех рассмотренных способах клонирование проводится на корнеплодах, а при размножении щитками эксллантанты отчленяют с нижней части цветоносного побега в фазу стрелкования. Таким образом, по этим способам проводят клональное размножение корнеплодов, затем определяют у них признаки второго года жизни, т.е. признаки семенников (например, стерильность, семянность, тип семенника и др.), после чего принимают решение об использовании или неиспользовании данного клона в селекционном процессе. Те клоны, которые не обладают необходимыми признаками второго года, выбраковываются. Следовательно, проведенная с ними работа до момента определения нужных признаков оказалась нецелесообразной и потребовала значительных затрат труда.

Еще больше усложняется работа при клонировании корнеплодов, свойства которых необходимо определить через гибридное потомство. В этом случае проводят клонирование, часть растений клона после термоиндукции и получения семенников скрещивают с другими растениями (например, с МС-формой), потомства от скрещивания высевают, изучают, определяют наличие свойств у первоначальных растений взятых в клонирование и только после этого проводят браковку среди клонов. При этом процессы клонирования всех растений и поддержания клонов весь период от клонирования до определения свойств клона через гибридное потомство трудоемкие.

Цель изобретения - ускорение селекционного процесса и снижение трудоемкости

за счет клонирования растений свеклы после оценки их по признакам второго года жизни и оценки их свойств по потомству. Указанная цель достигается тем, что в

способе клонального размножения свеклы, включающем расчленение растений на посадочные единицы и их укоренение, согласно изобретению предварительно осуществляют отбор растений по призна0 кам второго года жизни, удаляют с них части веток с генеративными органами, сохраняя на оставшихся частях боковые пазушные почки, а в качестве посадочных единиц используют утолщенные побеги, полученные

5 из бс ковых пазушных почек при подращивании растений.

Сущность изобретения заключается в том, что после установления наличия признака на семенниках производят клониро0 вание растений свеклы путем получения и использования стеблеплодов. Подобранные по комплексу признаков корнеплоды высаживают в почву. Подращивают растения и определяю наличие необходимых

5 признаков. Проводят отбор растений по признакам второго года развития растений свеклы (семянность, стерильность, габитус семенника и др.). Затем удаляют цветущие или плодоносящие части веток (или полно0 стью ветки) 2-3 порядка и центрального стебля. Растения частично обрезанными стеблями подращивают при интенсивном освещении до появления на стебле из пазушных почек новообразований,названных

5 нами стеблеплодами.

Эти новообразования внешне напоминают корнеплод свеклы с хорошо сформированной розеткой, нормально развитыми листьями, но без корневой системы. Так как

0 они прикрепляются к стеблю, то и развитие на начальном этапе идет за счет родительского корнеплода, находящегося в почве. За сезон стеблеплоды достигают в диаметре от 1 до 3 и более сантиметров, В зависимости

5 от крупности содержание сахара в них составляет от 3-5 до 8% (наиболее крупная фракция).

Стеблеплоды используют в качестве посадочных единиц при клональном размно0 жении свеклы. Стеблеплоды отчленяют от стебля, удаляют листья. На месте прикрепления к стеблю делают раневые повреждения. Раневую поверхность обрабатывают ростовыми веществами стимулирующими корнеобразование. При этом избегают по5 падания регулятора роста на верхушечную меристему. После обработки стеблеплоды высаживают в питательную среду или в вазоны с почвенной смесью: 1 ч. просеянной гючвы + 1 ч. перегноя + 1 ч. песка, Выращивают их в теплице при оптимальной температуре (18-20°С) и влажности воздуха 70%. Поливают по мере необходимости. В течение недели после посадки вазоны покрывают полиэтиленовой пленкой, чтобы создать парниковый эффект.

У стеблеплодов через 3-5 дн начинает снова отрастать розетка. Рост происходит за счет питательных веществ, находящихся в стеблеплодах. Розетка отрастает у 100% эксплантантов. Первоначаль- но на местах раневых повреждений образуются каллусные наплывы. В них отрастают первые корни. В дальнейшем стеблеплоды образуют хорошую развитую корневую систему. Затем растения переса- живают в открытый грунт. Пои этом снова необходимо удалить листья для лучшей приживаемости. Подрощенные стеблеплоды можно еще раз проклонировать путем разрезания их на части и проводить дальней- шую работу с обычными корнеплодами свеклы.

Если необходимо клонировать растения, свойства которых определяются через гибридное потомство, то проводят скрещи- вание растений, затем удаляют отцвевшие или давшие семена ветки и растения подращивают при интенсивном освещении до по- явления стеблеплодов. Гибридное потомство изучают и определяют наличие необходимых свойств у исходных растений. После этого приступают к клонированию только тех растений, которые обладают необходимыми свойствами.

Таким образом, предложенный способ клонального размножения свеклы позволяет клонировать растения после оценки их по признакам второго года жизни, а также после определения их свойств - через гибридное потомство. При этом существенно уменьшается трудоемкость селекционного процесса и его продолжительность.

Предлагаемый способ предполагает использование для клонирования растений второго года жизни после определения при- знаков семенника (габитус куста, семян- ность, стерильность и др.) и/или после определения свойств растений по потомству; получение стеблеплодов на семенниках после удаления цветущих веток или после срезки семян; использование стеблеплодов в качестве посадочных единиц; нанесение раневых повреждений на поверхность стеблеплодов; обработка раневой поверхности стеблеплодов веществами стимулирующи- ми корнеобразование; укоренение стеблеплодов.

Знание о возможности размножать свеклу путем получения и укоренения стеблеплодов позволяет: провести отборы ho признаку второго года жизни; получить потомство от родоначальников; сохранить их генотип без изменения и размножить; провести клонирование после определения признаков второго года развития.

Это, в свою очередь, позволяет сократить селекционный процесс и снизить его трудоемкость.

Ускорение селекционного процесса достигается за счет уменьшения объема работ в период от оценки растений по признакам второго года или оценки потомств до размножения родительских растений клонированием.

Селекционный процесс с использованием способа-прототипа представлен на табл.1; а селекционный процесс с использованием предлагаемого способа клонирования свеклы стеблеплодами представлен на табл,2.

Сравнив две схемы, четко видно, что ускорение селекционного процесса достигается за счет сокращения этапов зима - весна -лето 1-го года и осень 2-года в схеме селекционного процесса с использованием клонирования по способу-прототипу (табл.1), а также снижается трудоемкость за счет отсутствия длительного поддержания большого объема клонов, которые, как выясняется после оценки по признакам второго года и по признакам и свойствам потомства, не обладают необходимыми признаками и свойствами.

Таким образом, происходит сокращение селекционного процесса во времени и снижение трудоемкости за счет не проведения работ по клонированию растений, не имеющих необходимых признаков и свойств, и за счет не проведения работ по поддержанию клонов до определения признаков и свойств растений этих клонов.

Пример осуществления способа,

Высадочные корнеплоды селекционного образца ДТ-3-26С высадили осенью в теп- лице. Во время цветения среди них отобраны растения с признаком детерми- нантного габитуса семенников (признак второго года). Растения, не обладающие этим признаком, выбраковали.

Отобранные с признаком растения (кандидаты в закрепители стерильности) скрестили с мужскостерильными растениями свеклы (материнские растения) для оценки по закрепительной способности, Получили семенное потомство от скрещивания. Весной эти семена высеяли. Вырастили штек- линги. Штеклинги в течение 45 дн прошли термоиндукцию. Их высадили для оценки по признаку стерильность - фертильность.

Родительские растения кандидатов в закрепители стерильности после срезки семян высадили в открытый грунт для получения стеблеплодов. К осени у них образовались стеблеплоды. Растения перенесли в теплицу и продолжали их растить до момента оценки потомства. После оценки потомства по признаку стерильность - фер- тильность среди этих растений отобрали те, потомство которых от скрещивания с муж- скостерильной формой оказалось стерильным, т.е. закрепители стерильности. Закрепители стерильности расклонировали стеблеплодами. Для этого стеблеплоды отделили от стебля. Удалили листья. На месте прикрепления к стеблю ланцетом сделали надрезы. Раневую поверхность обработали раствором индолилуксусной кислоты концентрацией 2 мг/л. При этом избегали попадания ростового вещества на верхушечную меристему. После обработки стеблеплоды йы- садили в теплице в вазоны с почвенной смесью: 1 ч. почвы + 1 ч, перегноя + 1 ч. песка. В течение недели после пересадки вазоны накрывали полиэтиленовой пленкой, чтобы создать парниковый эффект. У стеблеплодов через 3-5 дн начала вновь отрастать розетка. Рост происходит за счет питательных веществ, находящихся в стеблеплодах, так как корневой системы еще нет. Выращивали стеблеплоды в теплице при 18-20°С и влажности воздуха 70%, поливали по мере необходимости. Розетка отросла у 100% растений. На месте раневых повреждений на стеблеплодах образова- лись-наплывы молодой ткани и на них начинали отрастать корни. В дальнейшем стеблеплоды образовали мощную развитую корневую систему. Стеблеплоды также значительно увеличились в диаметре. Это позволяло при необходимости разрезать их на части, что делают с обычными корнеплодами свеклы.

Таким образом, за один год с использованием клонирования стеблеплодами среди растений селекционного образца ДТ-3-26С провели отбор по признаку детерминантно- го габитуса (признака второго года жизни),

отобранные растения проверили на закрепительную способность, отобрали и вегетативно размножили закрепители стерильности. Другими словами, предлагаемый способ позволяет не только отобрать и вегетативно размножить растения после оценки по признакам семенника, но также с минимальными затратами получить оценку потомств, затем провести отбор после оценки потомств и отобранные

генотипы клонально размножить с помощью стеблеплодов.

При проведении такого селекционного цикла по способу-прототипу потребовалось 2,5 года и значительные затраты труда на

клонирование растений не имеющих необходимых признаков.и свойств и поддержания клонов до определения наличия признаков и свойств.

По сравнению с известными предложенный способ позволяет произвести отбор по признакам второго года жизни до клонирования, сократить объем выполняемых работ и на год сократить селекционный процесс,

Сокращение обьема выполняемых рабит и сокращение селекционного процесса также свидетельствует о целесообразности использования предлагаемого способа.

Применение способа для получения компонента гибридов, а затем для создания

гибридов на основе компонентов дает возможность получить экономический эффект за счет ускоренной сортосмены.

Формула изобретения Способ клонального размножения свеклы, включающий расчленение растений на посадочные единицы и их последующее укоренение, отличающийся тем, что, с целью ускорения селекционного процесса и снижения трудоемкости, предварительно осуществляют отбор растений по признакам второго года жизни, удаляют с них части веток с генеративными органами, сохраняя на оставшихся частях боковые пазушные почки, а в качестве посадочных единиц используют утолщенные побеги, полученные из боковых пазушных почек при подращивании растений.

Сезон

, год

Осень

1-й

Клонирование отобранных растений

Посадка половины растений клонов с признаком в теплице на высадки; под- : держание второй половины растений этих клонов

I

Сезон

сень

1-й Посадка отобранных

год растений на высадки

в теплице

Селекционный процесс по способу-прототипу ЗимаI Весна

I

Г

Подращивание клонов в теплице, проведение термоиндукции части растений клонов

. Посадка части растений каждого клона на высадки для оценки по признакам второго года жизни;поддержание оставшихся растений клонов

Скрещивание первой Посев семян потомства половины растений, от скрещивания на испыта-

получение семян; поддержание второй половины рас-. тений клонов до оценки потомства от скрещивания

ние; поддержание половины растений клонов до получения результатов испытания

Оценка по признакам второго года жизни; отбор клонов (среди остатка) с необходимым признаком и браковка .. клонов, не имеющих этого признака

Оценка потомства; отбор родительских клонов по данным испытания среди второй половины клонов, находящихся в поддержании

СО

-J

-t W

-t J от

I

Т

Лето

Зима

Весна

Оценка и отбор Посев семян от скрещи- растений по приз- вания на испытание; накам второго года выращивание родительс- жизни; скрещивание ких растений после уборки отобранных расте-. семян на участок для полу- ний и получение чёния стеблеплодов семян потомства от скрещивания Оценка потомства от скрещивания; отбор родительских растений по данным испытания и раз-. множение их стеблеплодами