Способ клонального размножения свеклы

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может использоваться в гетерозисной 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.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 А 01 6 23 /00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ V)

С: (21) 4862036/15

D (22) 04,09.90 (46) 30,06.92. Бюл. ¹ 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт сахарной свеклы Научно-производственного обьединения "Сахсвекла" (72) Ф.Н.Парий и В;В.Нуждина (53) 631.533.1(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11338800667700, кл. А 01 С 1/00, 1985, (54) СПОСОБ КЛОНАЛЬНОГО РАЗМНОЖЕНИЯ СВЕКЛЫ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может использоваться в гетерозисной селекции свеклы для получения посадочного материала с известными признаками второго года жизни. На семенниках

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

Известен способ вегетативного размножения путем разрезания корнеплодов на 4—

16 ч. 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"C.

„„5Q „„174347б А1 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 укареняют в питательной среде под пленкой. Рост и развитие их происходит за счет питательных веществ укороченного стебля, 2 табл.

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, чтг чриживаемость их низкая и не сохраняется исходный корнеплод.

Изв сТрН спо=об 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 регуля "орами роста, индолилуксусной или индолилмасляной.кислотой.

1743476

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 риэогенеза, 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" эксплантанты 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 йолучения 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

20

55 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 по-. садочные единицы и их укоренение, согласно изобретению 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 б,:ковых пазушных почек при подращивании растений.

Сущность изобретения заключается в том, что после установления наличия признака на семенниках производят клонирование растений свеклы путем получения и использования стеблеплодов, Подобранные по комплексу признаков корнеплоды высаживают в почву. Подращивают растения и определяют наличие необходимых 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 полностью ветки) 2-3 порядка и центрального стебля. Растения частично обрезанными стеблями подращивают при интенсивном освещении до появления на стебле из пазушных почек новообразований, названных нами стеблеплодами.

Зти новообразования внешне напоминают корнеплод свеклы с хорошо сформированной розеткой, нормально развитыми листьями, но беэ корневой системы. Так как 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 от. крупности содержание сахара в них составляет от 3 — 5 до 8% (наиболее крупная фракция).

Стеблеплоды используют в качестве посадочных единиц при клональном размножении 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 попадания регулятора роста на верхушечную меристему, После обработки стеблеплоды высаживают в питагьльную среду или в вазоны с почвенной смесью: 1 ч. просеянной почвы + 1 ч. перегноя + 1 ч, песка, Выращи1743476

10

25

40

50

Знание о возможности размножать те свеклу путем получения и укоренения стеб- пр вают их в теплице при оптимальной температуре (18-20 С) и влажности воздуха 70 .

Поливают по мере необходимости. B 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. Первоначально на местах раневых повреждений образуются каллусные наплывы, В нихотрастают первые корни. В дальнейшем стеблеплоды образуют хорошую развитую корневую систему. Затем растения пересаживают в открытый грунт. Пои этом снова необходимо удалить листья для лучшей и риживаемости. Подрощенные стеблеплоды можно еще раз проклонировать путем разрезания их на части и проводить дальней- 20 шую работу с обычными корнеплодами свеклы.

Если необходимо клонировать растения, свойства которых определяются через гибридное потомство, то проводят скрещивание растений, затем удаляют отцвевшие или давшие семена ветки и растения подращивают при интенсивном освещении до появления 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 35 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 признаков семенника (габитус куста, семянность, 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 стеб-. леплодов; обработка раневой поверхности стеблеплодов веществами стимулирующи- 5 5 ми корнеобразование; укоренение стеблеплодов. леплодов позволяет: провести отборы по 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 теплице. Во время цветения среди них отобраны растения с признаком детерминантного габитуса семенников (приэнак 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 штеклинги. Штеклинги в течение 45 дн прошли рмоиндукцию. Их высадили для оценки по изнаку стерильность — фертильность.

1743476

10

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 — фертильность среди этих растений отобрали те, потомство которых от скрещивания с мужскостерильной 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 стеблеплодыеысадили 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 образовались 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 детерминантного 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 клониоования, сократить объем выполняемых работ и на год сократить селекционный процесс.

Сокращение объема выполняемых работ 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,отл и ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения селекционного процесса и снижения трудоемкости, предварительно осуществляют отбор растений по призна-. 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 из боковых пазушных почек при подращивании растений.

1743476

10 о с

CO е о

o. (C

X 9 с

Z I5 V

lБ Х

X 9

Е Z

Б Э

X М хое (a z 5 с X cz а о о

I0 C о m о

° «х е о ш с (» о

z x о s ! о v

C o с щ Э

М IХ S

9 Ч

=г о о а

X (О

:X У

Ч Ш о с х х (О е

0 о.

Э 30

s и е — о

Щ

Y. 5 ю- z (О m ю- х о а о с )Х

S ю- Х

Оаф о ю5IO V (О ю- 5 ю- о а о

Е л Х

O IZ S

О Z О сео

Ф (a x Э

:-Г 1Х 9 Х

e Q.Ч

=3 М О сиа

° 1 (О X

М Х Э

5 са а

zxu

Я М

X ащ m с о о z

Ою Ос о

Щ ( оа

z ао

Э 0(0

1 I-»

cmo х

Х, 2Г

Э щ

S 5

e m

Х S а о о

L о о с юY Ою о ю!

X О ) Y С а о

1 О C

z u(Q о..>) Il . э с с

Q.Э Э Э ЧФ

YS3-t О оzsv YЧ е ЧО О.О ю- 3- О с Ю- С

oзс. ос

C >S5e

Z V .Э S О,С

ac s s х:

X X 9 ф е 5 щ t- (a 3vzmur v

Х 5 и й Зах й

es5 ФХ ох аХЕХ

Оеохэф

m ш Y О У

5 e

ЧХ.(: О

caoz9

x L. е (- Э (О аа mоsй

OCOS5X1» (О (3Q.э о ю-ооэ о саах:,о

О я

3 — — 3

1 1

1 1

I 1

I I

I ю о

Ч (О .о а

° К

s v т х (б

z 3

% Ш щ 1Ч v с с

9 о х

1 с (a а % с а

I- Э

m (»

z е

Ч Щ (a

V 5

Х)

Ф и

s щ а х с

z) с о

)ХX

X ф

Л. ю и о

l» ,Щ

lo с

:>) са

Э а

z

3с

)о о.

Щ а

lo (a

5

Y й»

Щ и с щ о х с с с s

ы

О 9 ( с с

Ч

М К (О х („. с

z о с (»

I I

5

) о

I ф I сс

1- —

1 I

1 1

1 1

1 I

1 I

1 I

l о о

О

C о о с о о

Ф о

K К

S Х

Х Z

Ф (a ю ю)X

Х

Э

I)Х « о >s

Ш X

Q. Х

Ф Э

C lo э fa х а х Щ

m z

s x

Ш

Ф о

Q. (-.

У О

О с

1 о с

Э

X

Щ

3

5 о. о

Ч о

- o.

Э Э

=Г 3s с э

C X э r

t- э

Ч

Ш Ф

m o о а

Х C й

s o

r о о

Г М

S >S

z ..

=г х

3Чv

Х 5

S G

З

Z о

I СС 1

0 ) 1

1

1

1

3

l !

S

Б Ч х е

X U е л

Q. и (О

О 5 (- z о э

)Z =3

Щ Х S

К X

Ч ф е )- Э оо)о е

c". am ф .О

v s .))

zmc

soe

Ш Х )о о

Cj (Ш

О Y с

>х о

5 X Ы м x (a

Ч Э X

fa I» C)3

v vs оеа с=ас

° ) о с

Ч

О )S >X

cos ах о э

° л

smv

Y ° Щ

Ч ф а е Х охи

Лmr

Ш Q Z а Ф

ЩЭО

Ч (= о

Iо

)S

X т

Ф !

" о

Щ .а

X

5 о . o.

Х о („

Ы

>Х

1 х

X

z а

Э и

1 О

I (I

« ! о

1 6)

1 9

1 С.>

>х Ч

«L

1 с4

X Ф (О чом этo. аоэ

Ч ао х ë iC

Х Х (a s

Ф мок

ccv оох

C S

2Т е о О

z а.о хохх

Щ I- (О Х

Ч и X Х

3 З

5 Z

I- X О)

2 Ш щсоо

mu(c

3- S 0

v c o е щ. с z ф и

o(az0

cs(az хмс х щ ас и Э К

9 «« Ц >Х

Е X

veos ас z (О Y. Э

ЭО -)о э о

o i s (a с=оха! о

Z O5 O

II 1- а Ч а!

Э 2

ver.o

X X X

exmo хщос

Х М

Э аO у ф c)s

Ч s

С Ч>х z

О О О Э

C C o. 3ю

1

1

1

I

I !

3

I ю

1

1

1

1 ! ! ! !

I

1

1

I

l

I

I ! ю !

1 ,1

1

1

1

1

t

I (I

Щ 1

Ф

I- К о s

1 о е

m о х ю (9 1

S Q.

Y 1 х о ф I

") 3 I

oo(3

1

1

1

I

m I о

I о (ю

l х

l !

» ()! 1

1 !

1

I

3 !

I (1 (1

1 1

1 1

1 I! I

I ю

1 . I

1 1 в ю

1 I

1 I I

I I ((щю ю! I гю Ю

1 1

Хю 1

1 1

PI 3 с

\01 ю- )! ф I щю (! (I! — ю Л

1 Ю

I I

1 I

1 1

1 (I 1

l 3! ю

I! !! l

l l

1 I

1 1

1 1

1 I

1 1

1 5 !

1 Х 1 и

I Э 1

1 CX 1

I ю

I I! I

1 I

3 I

1 I

I I! I

3 i

I ) 3 Щ 1 ( (I Л 3

I 1

1 1

1 I

1 1 1 I

1 Ю

I !

I l

I I! I! ю

I 1

I 1

1 I о I

I Z 1

I 9 l о !

1 (1

1 1

I I

I т 1

1 О

t ()3 !! Э 1

3 О I

x>s3-uz o

Ф Х С

Щ X»л Щ

ыэеsos х 3-ЩХ(0

Ф о м (О О >х

=Х Щ Е Х 3- X оах,мох

I

I !

I

1

1 ю

t

l

1

1

I

I

I

1

1

1

l !

I

1

I

l

t.

1

I

1

1

I

1 !

)

1

I

X I

z о е с m

X И

К Э а 1

9 Y о о

I

I

I I

I

1

I I

1

I

I.

I

I

3

I.

I