Способ определения гетерозисного эффекта у гибридов кукурузы первого поколения

 

Использование: сельское хозяйство, в частности селекция сельскохозяйственных растений. Сущность изобретения: семена замачивают в течение 30 - 32 ч, измеряют разность потенциалов между полярными концами зародыша, дополнительно измеряют разность потенциалов между полярными концами тыльной стороны семени и между зародышем и эндоспермом, изучают динамику их изменения по мере замачивания и о наличии гетерозисного эффекта судят по корреляции изменения показателей разности потенциалов и АТФазной активности зародыша при ее максимальном уровне не менее 4000 мкг фосфора неорганического час^-1 г^-1 сухого вещества зародыша. При этом контакт между семенем и электродами при измерении разности потенциалов осуществляется через воду. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

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

Известен способ определения гетерозиса у гибридов культурных растений (авт. св. СССР N 474323, кл. А 01 Н 1/04, 1975) путем измерения нативного сигнала электронного парамагнитного резонанса у семян родительских форм и гибридов и по величине сигнала судят о наличии гетерозиса в потомстве скрещиваемых пар.

Однако способ малодоступен, так как используемое оборудование дорогостоящее.

Известен способ определения гетерозисного эффекта у гибридов первого поколения (авт.св. СССР N 719566, кл. А 01 Н 1/04, 1980), способ осуществляется путем определения содержания в соматических клетках гибридов и их родителей дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), согласно которому с целью сокращения времени определения гетерозисного эффекта и исключения закладки полевых опытов содержание ДНК определяют в колеоптилях 3-дневных проростков и по увеличению ее количества в клетках гибридов по сравнению с их родителями судят о наличии гетерозисного эффекта.

Недостатком данного способа является его трудоемкость и длительность осуществления.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, взятый за прототип (АТФазная активность и биопотенциалы прорастающих семян гетерозисных гибридов кукурузы и исходных линий. М.С.Рубцов // Регуляция ферментативной активности у растений: Межвуз. сб. Горьковский госуниверситет. 1990, с. 90-93), включающий замачивание семян в течение 26-30 ч, измерение разности потенциалов (РП) между полярными концами зародыша, определение АТФазной активности зародыша прорастающих семян. О наличии гетерозисного эффекта судят по синхронизации изменения РП зародыша семени и АТФазной активности.

Однако способ недостаточно точен, так как при определении эффекта гетерозиса используется только биоэлектрическая активность зародыша семени и не учитывается уровень АТФазной активности.

Для эффективного ведения селекционной работы существует потребность и более точном способе.

В известном способе определения гетерозисного эффекта, включающим замачивание семян, измерение РП между полярными концами зародыша и определение АТФазной активности зародыша, семена замачивают в течение 30-32 ч, дополнительно измеряют показатели РП между зародышем и эндоспермом, и полярными концами тыльной стороны семени, а о наличии гетерозисного эффекта судят по корреляции биоэлектрических потенциалов семени и АТФазной активности зародыша при уровне АТФазной активности не менее 4000 мкг фосфора неорганического ч^-1г^-1 сухого вещества. При измерении разности потенциалов контакт между семени и электродами осуществляется через воду. Повышение точности способа достигается за счет того, что измеряется разность потенциалов всего семени и выявляется корреляция между РП всего семени и АТФазной активностью при ее максимальном уровне не менее 4000 мкг фосфора неорганического ч^-1г^-1 сухого веществ.

Способ осуществляют следующим образом. Семена гибридов помещают в чашки Петри на фильтровальную бумагу, смоченную отстоянной водопроводной водой и замачивают в течение 32 ч. Через 4 ч после начала замачивания определяют 3 показателя РП: между полярными концами тыльной стороны семени, между полярными концами зародыша (области корешка и почечки зародыша), между зародышем и эндоспермом. Измерение проводилось с помощью измерителя разности потенциалов растений и хлорсеребряных электродов (ЭВЛ 1 мз) с водной насадкой. Контакт с семенем осуществляется с помощью кисточек из верблюжьей шерсти, смоченных водой. АТФазная активность определяется по выходу макроэргического фосфора по методике, разработанной Рубцовой М.С. опубликованной в сб. науч. тр. Сельхозинститут, 1976, т. 69, с. 35-42. Затем строится график изменения РП трех показателей и АТФазной активности на вертикальной оси и время на горизонтальной оси координат.

В качестве примера приводятся результаты определения гетерозисного эффекта у гибридов кукурузы по РП семян и АТФазной активности.

На фиг. 1 представлены данные для гетерозисного гибрида В 73 х Мо 17; на фиг. 2 негетерозисного А 619 х W 64.

У семян гетерозисных гибридов наблюдается синхронное изменение всех трех показателей РП (между зародышем и эндоспермом 1, областью корешка и областью почечки зародыша 2, полярными концами тыльной стороны семени 3) и АТФазной активностью зародыша семени, причем при ее высокой активности. У негетерозисных гибридов наблюдается или отсутствие синхронизации изменений РП каких-либо участков семени и АТФазной активности или снижение АТФазной активности до 2000-3000 мкг фосфора неорганического ч^-1г^-1 сухого вещества.

Время замачивания 30-32 ч до прорастания обусловлено тем, что в течение этого времени выявляются два максимума РП семян в области положительных значений и ферментативной (АТФазной) активности, что влияет на точность способа.

Степень гетерозиса гибридов, определенная предлагаемым способом, находится в соответствии с результатами трехлетних сортоиспытаний на Кубанской опытной станции ВИР.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕТЕРОЗИСНОГО ЭФФЕКТА У ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ, включающий замачивание семян, измерение разности потенциалов между полярными концами зародыша и определение его АТФазной активности, изучение динамики их изменения по мере замачивания и установление на его основании наличия гетерозисного эффекта, отличающийся тем, что замачивание семян осуществляют в течение 30 - 32 ч, дополнительно измеряют разность потенциалов между полярными концами тыльной стороны семени и между зародышем и эндоспермом, при этом о наличии гетерозисного эффекта судят по корреляции изменения показателей разности потенциалов и АТФазной активности зародыша при ее максимальном уровне не менее 4000 мкг фосфора неорганического ч^-1 г^-1 сухого вещества зародыша.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при измерении разности потенциалов контакт между семенем и электродами осуществляется через воду.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2