Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СЕМЕННОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ЛЮЦЕРНЫ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции люцерны.

В настоящее время для повышения семенной продуктивности растений используют широкий спектр способов: поликросс, межсортовую и межвидовую гибридизацию, инцухт, отбор форм с легким триппингом цветков, рекуррентный отбор и т.д. [1]

Недостатком вышеперечисленных способов является то, что образцы люцерны с высокой семенной продуктивностью, созданные с их помощью, обладают низкой константностью данного признака в потомстве. Установлено, что отбор лучших растений с высокой семенной продуктивностью в пределах отдельных сортов не дает хороших результатов. Это обусловлено тем, что семенная продуктивность - количественный признак и контролируется он полимерными генами, которые у видов люцерны Medicago sativa L., М. varia Mart., M. falcata L. - факультативных перекрестников - находятся в гетерозиготном состоянии. Чем больше гетерозиготность, тем меньше константность признака в потомстве.

Известен способ маркирования сортов популяций люцерны [2], в котором при гибридизации родительских пар в качестве отцовской формы используют донор маркерных признаков - аномальных для люцерны соцветий - сложная кисть и «цветная капуста» (последняя обладает полной мужской и женской стерильностью). Этот признак контролируют два рецессивных гена при нахождении в гомозиготном состоянии.

Недостатком данного способа является то, что данные гены используются ограниченно, только для создания популяции растений люцерны с маркерными признаками.

Цель изобретения: создание образцов люцерны с повышенной семенной продуктивностью и высокой константностью этого признака.

Поставленная цель достигается тем, что способ создания образцов люцерны с повышенной семенной продуктивностью включает скрещивание родительских пар с использованием доноров рецессивных генов, контролирующих фенотипический признак - соцветие типа «цветная капуста» с полной мужской и женской стерильностью. В качестве материнской используют фертильную форму - донор с генотипом, образующим при макроспорогенезе порядка 50% женских гамет, содержащих рецессивные гены полной мужской и женской стерильности, получают в F₁ растения с генотипами, образовавшимися при оплодотворении с их участием, у которых семенную продуктивность контролируют полимерные гены гамет отцовской формы, последние проявляются фенотипически и подставляются под действие отбора, что позволяет выявлять среди них образцы с высокой семенной продуктивностью и через принудительное самоопыление или переопыление между собой получать в поколении I₁ или F₂ растения с отцовским фенотипом и генотипом, а также усиленной константностью этого признака через увеличение гомозиготности.

Способ осуществляется следующим образом: в качестве материнской используют фертильную форму - донор, имеющую фенотипические отличия от отцовской в том числе по окраске лепестков венчика. На рыльца пестиков цветков материнской формы наносят шпателем пыльцу отцовской формы. Из полученных гибридных семян выращивают растения F₁ и в фазу цветения отбирают формы, имеющие чисто отцовскую окраску лепестков венчика. Эти растения в равных условиях подвергаются естественному опылению насекомыми. После созревания бобов определяют семенную продуктивность каждого растения и выявляют образцы с самым высоким показателем данного признака. Отобранные растения после срезки, последующего отрастания и цветения подвергают принудительному самоопылению или переопылению между собой. Из полученных семян выращивают растения поколения I₁ или F₂, в фазу цветения и плодообразования которых отбирают только формы с отцовским фенотипом. Эти образцы наряду с высокой семенной продуктивностью обладают повышенной константностью данного признака.

Пример. Создание образцов с высокой семенной продуктивностью и повышенной константностью этого признака из сорта Павловская 7 (Medicago falcata L.). Для растений этого сорта характерны следующие фенотипические признаки: 1) желтая окраска лепестков венчика; 2) бобы серповидной формы; 3) стебли тонкие. В качестве материнской использовали фертильную форму - донор, у которой при макроспорогенезе образуется порядка 50% женских гамет с рецессивными генами, контролирующими полную мужскую и женскую стерильность, имеющую сиреневую окраску лепестков венчика, бобы завиток, стебли толстые. На рыльца пестиков цветков материнской формы наносили шпателем пыльцу с растений отцовской формы, отобранных из травостоя популяции сорта Павловская 7 с хорошей семенной продуктивностью (порядка 5-8 грамм).

Из полученных семян выращивали растения поколения F) и в фазу цветения отбирали формы, имеющие чисто отцовскую окраску лепестков (желтую). Эти растения в равных условиях подвергали естественному опылению насекомыми. После созревания бобов определяли семенную продуктивность каждого растения и выявляли лучшие по этому показателю. Эти растения после срезки и последующего отрастания в фазу цветения подвергали принудительному (искусственному) самоопылению или переопыляли между собой. Из полученных семян выращивали растения поколения I₁ или F₂ и в фазу цветения и плодообразования отбирали формы с фенотипом, присущим только отцовской форме, с высокой семенной продуктивностью, которые обладали повышенной константностью этого признака из-за гомозиготности или уменьшенной гетерозиготности по полимерным генам, контролирующим его.

В результате предложенным способом получены образцы люцерны желтой из сорта Павловская 7 с семенной продуктивностью от 11,0 до 17,4 грамм на растение и повышенной константностью этого признака.

Таким образом, способ позволяет выявлять из популяции отцовской формы растения с генотипами, содержащими набор полимерных генов, контролирующих высокую семенную продуктивность и усиливать константность этого признака через уменьшение гетерозиготности отобранных генотипов по этим генам.

Источники информации

1. Селекция и семеноводство многолетних трав. - М., 2005. - с. 88-93.

2. Патент 2582267 РФ, МПК А01Н 1/04. Способ маркирования сортов-популяций люцерны / Соложенцев П.Д. (RU), Агафодорова M.H. (RU) - 2014143136/10; заявлено 28.10.2014; опубл. 20.04.2016. Бюл. №11.