Способ выведения самонесовместимых инбредных линий крестоцветных растений Советский патент 1976 года по МПК A01H1/04 

По схеме (фиг. 1) фирмы Такии (прото-i fvm : k i , : 1967) применяется самоопыление в течение поколений потомств от растений, выделенных из двух сортов (Аи В), с применением отбора на признаки, нереагируюшие на самоопыление. SaTetv в одном поколении проводится оценка обшей комбинационной способности мето дом диаллельных скрещиваний представителей разных групп линий. В следующем по-; коленни из инбредных потомств лучших irpyrrn лиНИИ отбирают наиболее перспективны пи- НИИ, оценивая их на специфическую .комбинациокную способность методом диаллельных скрещиваний. Оценку на специфическуго ком(бинационнуюспособность, отбор лучших рас-, тений и инбридинг повторяют еще в течение 2-4 поколений. В 7-11 поколении в потомстве от гетерозиготного по аллелям гена самонесовместимости растения выделяют гомозиготы, размножают их самопылением бутонов и полученные потомства иопользуют в скрещиваниях;.с целью получения сначала простых гибридов, а скрещиванием последних - четырехлинейных. Общим для прототипа и изобретения я&ляется то, что выделение в каждом сорте двух самонесовместимых инбредных линий, гомозиготных по аллелям гена самонесо&местимости и большинст ву генов, определяютцих хозяйственно ценные признаки, проводится в конце селекционного процесса в потомстве от обладающего высокой комбин&пионной способностью, гомозиготного по бо щинству генов, но гетерозиготного по алле лям гена самонесовместимости растения. Вследствие этого, линии одной пары почти одинаковы и четко различаются только по аллелям гена самонесовместимости. Чем меньше различий между ними, тем «более выравненными будут растения четЫрехлиней ных гибридов. Таким образом, эффективность селекционного процесса определяется тем, как иопользуемые способы селекции способствуют насыщению селекционного материала раст&ниями, обладающими высокой комбинационной способностью и гетерозитотными по а. лелям гена самонесовместимости.. По первому показателю можно добиться близкого к стопроцентному; насыщения, по второму предел -. 50%. При решении этих задач прототип предусматривает оценку пиний на комбинационную способность после 2-4 поколений инбр динга, т. е. когда в линиях уже накапливае ся большое количество неимеюишх селекционной ценности особей, например, формы с низкой комбинационной способностью и гомозиготы по аллелям гена самонесовмести ости, которых четвертом поколении инридинга может быть до 94% от общего чиса растений. Это приводит с одной;. Ьтдроны значительным непроизводительным; ам труда на проведение оценки комбинаци-: нной способности, а с другой - к увелич&ию вероятности утери ценного материала. Прототип предусматривает выделение геерозигот и разложение их )Педующем поколении на гомозиготы по аллелям гена самонесовместимости только в 4-6 покол& НИИ инбридинга или в 6-10, что практически лишает селекционера возможности продолжать работу. Если учесть, что в первом поколении инбридинга гетерозиготъ1( составляют 50% от общего числа растений ив каждом следующем поколении их доля уменьшается в два раза, то при отсутствии отбора по этому показателю в 4-6 поколении их может быть только соответственно 6,2 и 1,6% от числа растений,. а в следующих поколениях еще меньи е. Целью изобретения является значительное повьпиение эффективности селекционного процесса по выведению самонесовмести- мых инбредных линий крестоцветных растений за счет близкого к пределу насыщения селекционного материала ценными особями, обладающими высокой комбннационной способностью по хозяйственно ценным признакам и гетерозиготными по аллелям гена самонесовместимости, вследствие отбора по этим показателям в каждом поколении инбридинга, начиная с первого, и облегчения трудоемкого генетического анализа на гоМО- и гетерозиготность использованием линий-индикаторов. Устраняя указанные выше недостатки прототипа, изобретение предусматривает проведение оценки комбинационной спосо&ности-во всех генерациях инбридинга, начиная с оценки исходных самонесовместимых растений сорта посредством взаимного топ-кросса и продолжая оценку следующих поколений методом диаллельных скрещиваний. Проведение оценок в каждой : генерации и получение следующих поколений только от лучших растений позволяет вести работу только с наиболее перспективным материа-. лом, предельно насыщенным ценными форм&ми. Изобретение предусматривает проведение генетического анализа на гетерозиготность по аллелям гена самонесовместимости в каж дом поколении инбридинга, начиная с первого и получение следующих поколений только от гетерозигот, что позволяет поддерживать их содержание в ;селёктируемом материале на предельно возможном уровне и иметь к

Гй омеиту 1раэпожения на гомозиготы в коли|ч©ствв 50% от общего числа растений.

1Лля обеспечения возможности работы с

большим шслом линий при высокой вероят ности нахождения перспективных форм в с& лекш1онном материале и облегчения генетического анализа при выделении гомо-и ге1терозигют по аллелям гена самонесовместнмости, изобретение предусматривает выпол нение его с помощью ;реш1прокных скрещи- i ваний анализируемых растений с выделе ными в первом поколении инбридинга гомоЗИГОТНЫМИ по аллелям гене самонесовмео:тимости линиями-индикаторами. I. Применение линий-индикаторов позволяет : выполнять анализ при значительно меньшем , числе скреошваний. Так, при генетическом анализе, выполняемом методом диаллельных i скрещиваний, для оценки одного потомства из п растений (не менее 11) требуется -выполнить п скрещиваний, при применении же линий-индикаторов только 4п и даже

2п , если известно взаи юдействие аллелей гена самонесов лестимости в пыльце и рыльце..

Способ выведения самонесовместимых инбредных линий крестоцветных растений Г представляет собой непрерывный селекционI ;ный процесс, состоящий из трех параллельно выполняемых мероприятий: инбридинг в каждом поколении; оценка растений на комбинационную способность;

генетический анализ на гомо- и гетерозиготность по аллелям гена самонссовмеотимости.

Каждое следующее поколение инбридинга получают от гетерозигот по аллелям гена самонесовместимости, имеющих лучшую оцен ку по комбинационной способности. Длитель ность селекционного процесса,, который мож но разделить на 4-е этапа, определяется скоростью выравнивания линий по большинству хозяйственно ценных признаков, орие№ тирювочно 5-7 поколений. По этапам (фиг. 2) выполняются следующие операции: 1-й этап. Выделение самонесовместимых растений и предварительное определение их комбинационной способности. В сортах, выбранных для гибридизации, выделяются самонесйвместимые растения, обычно содержащие по два аллеля гена с монесовместимости. Для этого во время цветения растений проводят самоопыление . предварительно изолированных цветков и оп ление пыльцей своего растения нераспутив- шихся бутонов. Затем отбирают растения, у которых завязывается в среднем не более 2-4 семян на стручок при самоопылении

иветков и не менее 5-7 семян при гейте: ногамном опылении бутонов. Семоопыление

: бутонов необходимо для получения следую; шего поколения инбридинга и выяснения воэ5 можности размножения будуишх линий этим

;способом.

I Одновременно с выделением проводится I скрещивание самонесовместимых растений i одного сорта с 2-3 и более растениями

0 другого сорта и, в свою очередь, самон j совместимые растения второго сорта опыляются пыльцой 2-3 раатений первого . Такая схема скрещиваний, называемая : взаимным гоп-кроссом, в отличие от npHi. Сменяемого для определения общей комбин |ционнойспособности,обычного топ-кросса ; I позволяет получать предварительную оценку IB какой-то мере специфической комбинацион;ной способности растений, так как в скре

0 |ЩИвании участвует не сорт-тестер, вообще, 1а представители сорта, взятого вторым компонентом, для выведения гибридных семян. i По величине и качеству урожая гибрид- |ных потомств судят о комбинационной способности выделенных самонесовместимых I растений и выделяют группу наиболее пер:спективных (примерно 1/3), с инбредными, потомствамрг которых продолжают селекциов ную работу.

: 2-й этап. Выделение гомо- и гетерози;гот по аллелям гена самонесовместимости и испытание на комбинационную способность. I В первом инбредном потомстве от рюо: тений, отобранных на 1-м этапе, проводят

. диаллельные скрещивания с целью выделения гомозигот и гетерозигот по аллелям гена самонесовместимости.

Инбредные потомства от гомозигот по рецессивному и доминантному аллелю используются в следующих поколениях в качестве линий-индикаторов, облегчающих проведение аналогичного генетического анализа. Скрещиванием гетерозигот по аллелям гена самонесовместимости с гетерозигота|ми другого сорта получают гибридные семена для оценки растений на комбинационную способность. Семена( полученные гейтеногамным опылением бутонов лучших гетерюзигот, используют для выращивания следующего поколения инбридинга и продолжения селекционной работы. 3-и этап. Испытание линий на специфическую комбинационную способность, выделение гетерозигот по аллелям гена самонесовместимости. В каждом инбредком потомстве от выделенных в предыдущем поколении гетерозиготных растений проводят повторное выделение гомозигот и гетерозигот по аллс- лям гена самонесовместимооти с помощью Гомоэигот,ных линий-индикаторов. При скрв шиванин с лвниями-ивиликаторами гомозиготь анапнэируемого потомства решшроК но несовместимы с лянне инникатором, рмеющей тот же аллель гена самонесовмеcTHMOd H, и реципрокно совместимы с лини вй- индикатором, имеющей другой аллель. Гетвроэиготы несрвместнмьт с ливией индик и тором, имеющей доминантный аллель, и сов местимы с рецессивной линией-индикатором в том или ином направлении скрешиванил в зависимости от типа взаимодействия аллелей гена самонесовместимости в пыльце и рыльце.. На этом этапе селекционного процесса готовят гибридные семена для определения специфической комбинационной способности линий и проводят испытание гибридных потомств. Для этого, как и на втором этапе, гетерозиготы по аллелям гена самонесЬвмв стимостя одного сорта скрещивают с гетерозиготами другого, Инбредные семена от растений, показавших наивысшую комбин ционную способность, используют для выращивания следующих поколений и продолжения работы. Оценку и отбор по специфической комбинационной способности проводят в течение одного или нескольких поколений до тех пор, пока будут достигнуты требуемая уроJкaйнocть и выравненность гибридов. 4-.Й этап. Выделение и размножение го мозигот. в лучших инбредных по томе твах от двух (по одному в каждом сорте), показавших лучшие результаты при взаимном скрещивании гетерозиготных по аллелям гена самон совместимости растений с помощью линий-индикаторов выделяют гомозиготные по каждому аллелю гена самойесовместимости растения и размножают их гейтеногам- ным опылением бутонов. В результате от одного растения каждого сорта получают по две самонесовместимых инбредных ли- НИИ, весьма выравненных и близких ifpyr 1 другу по большинству хозяйственно ценных признаков, но различающихся по аллелям гена самонесовместимости. На этом заканчивается выведение само- несовместимых инбредных линий крестоивет ных растений, используемых в производств четырехлинейных гибридных гетерозисных семян. Следующие этапы селекционного про цесса, отнсжяшиеся к их практическому иопользованию в производстве гибридных семяк, не отличаются от общепринятых. На 5-м этапе попарным скрещиванием сестринских линий на отдельных изолирова ных семеноводческих участках получают прооые гибриды. На .6-м этапе скрещиванием простых самонесовместимых гибридов получают четырехлинейные гибридные гетерозисные семеа для производства.; Формула изобретения 1, Способ выведения самонесозместимых нбредных линий крестоцветных растени, ключающий выделение в сортах самонесов естимых растений, оценку комбинационной способности последних и их инбредных потомств в течение ряда поколений, выявлюние и отбор гетерозигот по аллелям гена амонесовместимости в инбредных.потомствах разложение лучшей по комбинационной способности гетерозиготной по аллелям гена самонесовместимости линии на две гомозиготныэ, отличающийся тем, что, с целью интенсификации селекционного процесса при производстве четырехлинейных гетерозисных семян, оценку селекционного материала по комбинационной способности проводят во всех генерациях, начиная с оценки исходных самонесовместимых растений сорта посредством взаимного топкросса и продолжая оценку следующих поколений посредствомдиаллельных скрещиваний. 2. СпосЪб по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности селекционного ripoiecca за счет поддержания высокого уро&ня насыщения селекционного материала г&терозиготами по аллелям гена самонесовмес- тимости, обнаружение и отбор последних проводят во всех поколениях инбридинга, начиная с первого. 3. Способ по п, Ij о т л и ч а ю щ гл йс я тем,, что, с целью обеспечения возможности работы с большим числом линий при высокой вероятности нахождения перспективных форм в селекционном материале и облегчения генетического анализа при выделении гомо- и гетерозигот по аллелям ; гена самонесовместимости, производят реципрокные скрещивания анализируемых растений с выделенными в первом поколении инбридинга гомозиготами по аллелям гена самонесовместимости линиями-индикаторами. тт StS, г5л

на К

Sj 5f „

каЬ f,;i

yccf

ycff fjStf

Фиг.1 I/II 5jSj 5|% 5j$i . 6if.Sit. Jr5; SgSff