Способ создания исходного материала люцерны Советский патент 1992 года по МПК A01H1/04 

(Л

С

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции люцерны. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет максимального накопления бактериоидной ткани на растении. Для этого определяют количество и массу клубеньков по фракциям, суммарное накопление бактериоидной ткани и выделяют биотипы с суммарным накоплением бактериоидной ткани 90,4-115,0 мг/1 растение с содержанием крупной фракции 10,8- 59,4 мг. 15 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам селекции сельскохозяйственных растений.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет максимального на- копления бактериоидной ткани на растении.

Экспериментальные исследования проводились в Украинском НИИ орошаемого земледелия в 1985-1987 гг. Для изучения динамики накопления бактериоидной ткани определялся средний вес клубенька каждой фракции. Этот показатель использовался при определении накопления бактериоидной ткани. Установлено.что в среднем клубенек фракции 0,1 мм имеет вес 1,8 мг, от 1 до 2 мм - 3,5 мг, от 2 до 3 мм - 5,4 мг.

Отборы высаживались в питомник для получения семян и дальнейшей проверки

потомства на признак накопления бактериоидной ткани.

При оценке образцов изучали общее и фракционное накопление клубеньков, характер их расположения на корневой системе. Выявлено, что на корневой системе одного растения может встречаться от 2 до 151 клубенька., Отмечена высокая вариабельность общего накопления клубеньков на растении внутри одного сорта (табл 1).

Как свидетельствуют данные табл. 1. из образца с каким-либо хозяйственно-ценным признаком возможно выделить биотипы с повышенным накоплением бактериоидной ткани на 1 растении и использовать их в дальнейших негативных отборах по этому признаку.

При изучении корневой системы коллекционных1 образцов было отмечено, что у

vj

Јь О Ю СП

ю

большинства номеров на главном корне встречается 3-4 клубенька (табл. 2).

Данные табл. 2 позволяют сделать вывод о том, что внутрисортовая изменчивость по количеству клубеньков на главном корне высокая, V колеблется от 29,0% до 83%.

У отдельных образцов на главном корне встречается от 3 до 7 клубеньков. Наблюдения показывают, что на главном корне может накапливаться от 7,1 до 35,6 мг бактериоидной ткани (табл. 3).

Необходимо отметить, что накопление бактериоидной ткани на главном корне не является важным показателем Микроскопические исследования показывают, что в главном корне сконцентрирован наибольший обьем проводящих пучков. Следовательно, бактериоидная ткань, находящаяся на главном корне, лучше связана с проводящей системой растения. Не менее важен фракционный состав клубеньков. Наиболее ценными являются клубеньки, входящие в крупную фракцию (размером более 2 мм). Связано это с тем, что клубеньки этой фракции имеют наибольшую массу бактериоидной ткани (в среднем один клубенек около 5,4 мг). Поэтому при негативных отборах необходимо иметь широкий спектр биотипов с максимальным количеством клубеньков, принадлежащих крупной фракции.

При изучении внутрисортовой изменчивости количества клубеньков размерами более 2 мм (табл. 4) выявлено, что, в коллекционных образцах их встречается в среднем 1-4 на растении. В то же время очень высокая вариабельность этого признака дает возможность отбирать ценный материал по этому свойству.

При изучении исходного материала для выделения образцов с целью дальнейшего использования их в селекционном процессе на повышение накопления клубеньков большой интерес вызывает межсортовая изменчивость этого признака. Связано это с тем, что симбиотическая азотфиксация - это полигенный признак. Следовательно, чем больший обьем генетического материала будет вовлечен в процессе негативного отбора, тем эффективнее в конечном итоге будет получение селекционного материала с повышенным накоплением бактериоидной Ткани.

Данные, приведенные в табл. 5, позволяют сделать выводьютносигельно изменчивости составляющих накопление батериоидной ткани.

Между сортами (табл. 5) отмечена высокая изменчивость по суммарному накоплению клубеньков на одном растении - ,0% - и локализация их на главном

корне и боковых корнях, соответственно ,2% и ,6%.

Для облегчения селекционной работы весь изучаемый набор образцов можно разделить на 3 группы по показателю накопления бактериоидной ткани на растении (10-20 клубеньков от 30 до 60 мг; 20-30 клубеньков от 50 до 90 мг; 30-40 клубеньков от 80 до 150 мг). У образцов, входящих в

одну группу, коэффициент вариации не превышает средних значений изменчивости по количеству клубеньков на одном растении, в то время как изменчивость по этому признаку для всего набора изучаемых образцов

мировой коллекции ВИР значительна - 0% (табл. 6)

Математическая обработка экспериментальных данных позволила выявить корреляционную зависимость между общим

накоплением клубеньков и количеством клубеньков, принадлежащих к различным фракциям (табл. 7).

Следовательно, при отборе биотипов на повышенную симбиотическую азотфиксацию из образцов следует выделять растения не только с большим количеством клубеньков, но особое внимание уделить растениям с повышенным содержанием клубеньков, принадлежащих к крупной фракции. Однако

встречаются образцы, у которых отмечена высокая корреляционная зависимость между накоплением клубеньков и клубеньками, составляющими по размеру крупную фракцию, с наибольшим объемом бактериоидной ткани (табл. 8).

В процессе проведения селекционной работы на накопление бактериоидной ткани у люцерны изучались не только хозяйственно ценные признаки различных образцов,

но и сопряженность между ними и количеством клубеньков.

Корреляционной анализ данных опыта позволил выявить сопряженность между количеством клубеньков и количеством стеблей (табл. 10).

Отмечено, что среди образцов с накоплением бактериоидной ткани 90-150 мг на одном растении корреляционная зависимость между количеством стеблей и общим

количеством клубеньков была наибольшей у к. 39100 и к. 44424 и соответственно равнялась: ,602 ±0,151 и ,677±0.139. Чем разветвленнее был корень, тем большим количеством баллов он оценивался. Отмечено.

что у некоторых образцов: к. 39100 - .666±0.141, к. 38323 - .605±0.150, к. 39958 - r-0,645±0,144. к, 43787 - .619±0,148 корреляционная зависи мость средняя, приближающаяся к сильной

Путем взвешивания находили среднюю массу клубенька каждой фракции. Установлено, что в среднем клубенек фракции 0-1 мм имеет массу 1,8 мг, фракции 1-2 мм - 3,5 мг; фракции 2-3 мм - 5,4 мг.

В табл. 11 приведены признаки, характеризующие качественные показатели бак- териоидной ткани у коллекционных образцов и лучших семей, полученных путем однократного негативного биотипиче- ского отбора на накопление бактериоидной ткани.

После однократного негативного отбора у отобранных биотипов бактериоидная ткань приобретает ярко-розовую окраску: Oi(4)P2, Oi(4)P4. Oil6)P2. Oi(3)Pi, что указывает на повышенное содержание в ней ле- пемоглобина, играющего важную роль в эффективности ферментных систем симби- отической азотфиксации.

Произошли изменения в форме бактериальной ткани, В большом количестве появляется грушевидная и колониальная форма, имеющая больший объем бактерио- идной ткани. Почти у всех отобранных биотипов увеличилось накопление бактериоидной ткани на главном корне на 3,8-27,0 мг; Oi(4)P2: Oi(6)Pi.

Изучение изменчивости накопления клубеньков на одном растении у исходных образцов и лучших биотипов, полученных путем негативного отбора по признаку повышенного накопления бактериоидной ткани (табл. 12), указывает, что у отборов Oi(5)P2 и Oi(15)Pi выравненность на 9,8- 28,4% по сравнению с исходными формами: к.к. 39090, 39959.

Одним из важнейших показателей при создании семей с повышенным накоплени- ем бактериоидной ткани является фракционный состав клубеньков. Этот качественный показатель значительно изменился у отборов по сравнению с исходными образцами (табл. 13).

Таким образом, у отобранных биотипов при снижении общего количества клубеньков на одном растении значительно повышаются средняя и крупная фракции. Если у исходного образца к. 39964 мелких клубень- ков 19 шт., а сумма средних и крупных - 7 штук, то у лучших биотипов Oi(14)Pi и 0-|(14)Рз мелких 2 шт, а средних и крупных 19 и 15 шт.

Данные, приведенные в табл. 14, позво- лили сделать, вывод о повышении общей бактермоидной массы у отобранных биотипов.

Продолжение негативных отборов ведет к сужению генетической базы, контролирующей накопление бактериоидной

ткани. Поэтому возникает необходимость найти показатель, характеризующий начало стабилизации такого признака, как накопление бактериоидной ткани. Таким показателем может служить процентное соотношение бактериоидной ткани различных фракций клубеньков (табл. 15).

Таким образом, используя данные, приведенные в табл. 14 и 15, можно сделать следующие выводы. Процентное соотношение фракций клубеньков позволило проследить за динамикой бактериоидной ткани в процессе отбора. Процентное соотношение мелкой и крупной фракции в исходном образце служит базовым показателем для сравнения эффективности отборов. Если процентное соотношение мелкой и крупной фракции у отборов выше, чем у исходного образца, следовательно, отбор был эффективен, причем чем больше разница, тем эффективнее отбор. Например, при отборе из к. 39933 наиболее эффективен отбор Oi(8)P2 и Oi(8)Pa. У них бактериоидная ткань крупной фракции увеличилась на 31,3-58,4% по сравнению с к. 39933, где разница между мелкой и крупной фракцией 28,5%. Используя данные, приведенные в табл. 15, можно прогнозировать целесообразность дальнейших отборов. При этом если в отборе бактериоидная ткань средней Фракции составляет более 50% - это начало варьирования признака, а если менее 50% - следует продолжить негативный отбор из данного образца. Например, из отборов Oi(8)Pi, Oi(8)Pa, Oi(8)Pa и Oi(8)P4, полученных из к. 39933, целесообразно проводить дальнейший негативный отбор из Oi(8)P3 Из отборов Oi(4)Pi, Oi(4)P2, Oi(4)P3, Oi(4)P4 - из Oi(4)P4

Предлагаемый способ позволяет создать исходный материал из коллекционных форм с повышенным накоплением бактериоидной ткани с целью дальнейшего применения селекции на повышенную сим- биотическую азотфиксацию, создавать более экологически чистое кормопроизводство (безнитратные формы накопления белка и ДР-)Формула изобретения Способ создания исходного материала люцерны, включающий выращивание растений, отмывку корней и определение количества кпубеньков на них, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет максимального накопления бактериоидной ткани на растении, определяют количество и общий вес клубеньков по фракциям, суммарное накопление бактериоидной ткани и в качестве

ткани 90,4-115,0 мг/1 растение и с содержанием крупной фракции 10,8-59.4 мг.

Таблица 1 Внутрисортовая изменчивость количества клубеньков на 1 растении

исходного материала отбирают биотипы с суммарным накоплением бактериоидной

Внутрисортовая изменчивость признака количества клубеньков на главном корне в коллекционных образцах

Таблйца2

Накопление бактериоидной TI пни на главном корне

Внутрисортовая вариабельность клубеньков с размерами более 2 мм

Межсортовая изменчивость составляющих накопление бактериоидной ткани

ТаблицэЗ

Таблицэ4

ТаблицаБ

Внутригрупповая и межсортовая изменчивость по признаку количества клубеньков на 1

растении

Таблица

Зависимость между общин количеством клубеньков и их фракционный составом

Таблица

Образцы с высокой сопряженностью общего накопления клубеньков и крупной фракции

Таблицаб

Таблица

Результаты анализа сопряженности количества клубеньков с высотой и зеленой массой растений

Таблица И

Качественные показатели бактериоидной ткани у коллекционных образцов и лучших семей

Таблица 12

Изменчивость признака накопления клубеньков на одном растении

Таблица IЦ

Суммарное и фракционное накопление бактериоидной ткани на одном растении у исходных образцов и лучших отобранных биотопов

Таблица 15

Процентное соотношение фракционного состава бактериоидной ткани у исходных форм и отборов

62,5 91,0 73,2 39,2 58,9 30,6 0,8 ,1 6,0 65,9

Составитель А.Видюк Редактор М.Кобылянская Техред М.МоргенталКорректор М.Демчик

Заказ 2 Н ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина. 101