<<<  Назад

2022 год, № 100

УДК: 631.52:633.18
ГРНТИ: 68.75.13

МОДИФИКАЦИЯ МЕТОДА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГЕТЕРОЗИСНОГО ЭФФЕКТА

В отличие от опубликованных ранее методов фиксации гетерозисного эффекта предложено использовать воздействие высоких температур в период цветения как метод браковки низкопродуктивных семей и выявления семей генетически наиболее сбалансированных. Воздействие высоких температур возможно использовать для элиминации генов, снижающих продуктивность и адаптивность в расщепляющихся поколениях гетерозисных гибридов. Его можно считать одним из вариантов гаметной селекции (неспецифическим стрессом), так как он вызывает значительное повышение пустозерности образцов, а следовательно и гибель гамет как женских, так и мужских. Отбор с использованием температурного стресса в фазу цветения способствует повышению стабильности образцов и элиминации из популяции особей с генами, снижающими жизнеспособность. Способ предназначен для использования в сельском хозяйстве. Цель: использование гетерозисного эффекта в производстве сельскохозяйственных культур без ежегодного трудоемкого получения гибридных семян. Гетерозис гибридов проявляется только в первом поколении, так как в последующих поколениях комплекс благоприятных действующих генов распределяется между потомками, и проявляются неэффективно действующие или снижающие продуктивность гены (полулетальные гены), находящиеся у гибридов в рецессивном состоянии. Сохранение комплекса генов, определяющих гетерозис и удаление полулетальных генов из генотипа гетерозисного гибрида, позволит закрепить гетерозисный эффект в последующих поколениях. Наши исследования показали, что воздействие высоких температур (35-40оС в зависимости от генотипа) возможно использовать для элиминации генов, снижающих продуктивность и адаптивность в расщепляющихся поколениях гетерозисных гибридов. Для воссоздания комплекса благоприятных генов исходного гибрида мы предлагаем использовать гибридизацию контрастных высокопродуктивных образцов (полученных после воздействия высоких температур) одной гибридной комбинации. На последнем этапе при получении после воздействия высоких температур высокопродуктивных гибридов для ускорения гомозиготизации образца рекомендуется использовать культуру пыльников, возможно также объединение двух методов очищения генотипа (использование высоких температур и культуры пыльников) гетерозисных гибридов для закрепления гетерозисного эффекта.
Ключевые слова: Селекция, культура пыльников, дигаплоиды, гетерозисные гибриды, гетерозисный эффект.
DOI: 10.21515/1999-1703-100-97-104

Литература:

1. Балашова, Н. Н. К вопросу о роли микрогаметофита в адаптации растений к эконишевозделывания / Н. Н. Балашова, З. Т. Валеева, А. Н. Игнатов, Л. В. Суслова, И. В. Ущаповский, А. А. Жученко (мл.), В. В. Даус // С.-х. биология. - 1994. - № 3. - С. 59-64.
2. Валько, О. В. Использование методов пыльцевого отбора в оценке селекционного материала на устойчивость к кладоспориозу / О. В. Валько, В. Д. Поликсенова, Н. С. Анохина, М. К. Тимошенко // «Селекция и семеноводство овощных культур в XXI веке». - М.: ВНИИССОК. - 2000. - С. 148-149.
3. Гончарова, Ю. К. Изучение и использование дикорастущего африканского Оryza longistaminata в качестве донора признаков аллогамии в селекции культурного риса на гетерозис / Ю. К. Гончарова, С. В. Гончаров // Генетические ресурсы культурных растений. Проблемы мобилизации, инвентаризации, сохранения и изучения генофонда важнейших сельскохозяйственных культур для решения приоритетных задач селекции. Тезисы докладов Международной науч.-практ. конференции. Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова. - 2001. - С. 253-255.
4. Кравченко, А. Н. Методы повышения жизнеспособности рекомбинантной / А. Н. Кравченко, В. А. Лях, Л. Г. Тодераш, Т. И. Салтанович, М. К. Рожневская, А. И. Духовный // Методы гаметной селекции растений. Ин-т экологической генетики и АН РМ, Кишинев, 1990.
5. Лях, В. А. Методы отбора ценных генотипов на уровне пыльцы / В. А. Лях, А. И. Сорока, Л. Ю. Мищенко и др. // Методические указания по гаметной селекции сельскохозяйственных растений. М.: ВНИИССОК. - 2001. - С. 149-195.
6. Маковей, М. Д. Применение метода пыльцевой оценки в селекции тепличного томата на устойчивость к стрессовым абиотическим факторам / М. Д. Маковей: автореф. дис.. …канд. с.-х. наук. - М., 1992. - 16 с.
7. Поддубная-Арнольди, В. А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений / В. А. Поддубная-Арнольди. - М., 1976. - 507 с.
8. Сенин, И. В. Изменчивость корреляционных связей между количественными признаками семенников и пыльцы моркови / И. В. Сенин, Н. Н. Балашова, Н. И. Тимин // С.-х. биология. - 1996. - № 3. - С. 40-45.
9. Сорока, А. И. Методы отбора ценных генотипов на уровне пыльцы / А. И. Сорока, Л. Ю. Мищенко, М. Г. Калинова, Е. Н. Мирошниченко. - Методические рекомендации. Ин-т масличных культур Укр. Академия аграрных наук, Запорожье. - 2000.
10. Струнников, В. А. Генетические методы селекции и регуляции пола тутового шелкопряда / В. А. Струнников. - М., Агропромиздат. - 1987. - 35 с.
11. Струнников, В. А. Природа гетерозиса и новые методы его повышения / В. А. Струнников. - М.: Наука. - 1994. - 108 с.
12. Ismail, А. М. Genetic and genomic approaches to develop rice germplasm for problem soils / А. М. Ismail, S. Heuer, M. J. Thomson, M. Wissuwa // Plant. Mol. Biol. - 2007. - P. 1007-1011.
13. Патент на изобретение № 2465771, Способ закрепления гетерозиса гибридов в последующих поколениях / Ю. К. Гончарова, Е. М. Харитонов. - Дата приоритета 13.07.2011, опубликовано 10.11.2012, Бюл. № 31. - авт. - 70%.
14. Патент на изобретение RU 2759222 C2, Способ закрепления гетерозиса гибридов / Ю. К. Гончарова. - 2021 Номер заявки: 2019140920 Дата регистрации: 11.12.2019. Дата публикации: 11.11.2021
15. Goncharova, Y. K. Inheritance of heat resistance in rice / Y. K. Goncharova // Russian Journal of Genetics: Applied Research. - 2011. - Т. 1. - № 3. - С. 248-251.
16. Гончарова, Ю. К. Cелективная элиминация аллелей при получении дигаплоидных линий в культуре пыльников риса / Ю. К. Гончарова // Генетика. - 2013. - Т. 49. - № 2. - С. 196.
17. Zhang, S. Understanding the genetic basis of rice heterosis: advances and prospects / S. Zhang, X. Huang, B. Han. // The Crop Journal. - 2021. - No. 9. - Р. 688-692.
18. Wang, F. Genetic Dissection of Stem Branch Trait and Envisioning of Fixing Heterosis by Vegetative Reproduction in Oryzarufipogon. / F. Wang, C.Lu, J. Wan, J. Yang, L. Liu, F. Zhang, Z. Wu, X. Zhang, G. Chang, D. Yu, P. Xu // Agronomy. - 2022. - No. 12. - P. 1503.
19. Salem, K. Prediction of Heterosis for Agronomic Traits in Half-Diallel Cross of Rice (Oryza sativa L.) under Drought Stress Using Microsatellite Markers / K. Salem, M. A. Alghuthaymi, A. B. Elabd, E. A. Elabsawy, H. H. Mierah // Plants. - 2022. - No. 11. - P. 1532.

Авторы:

1. Гончарова Юлия Константиновна, д-р биол. наук, зав. лабораторией, ФГБНУ «ФНЦ риса»; ООО «Аратай».
2. Харитонов Евгений Михайлович, д-р социол. наук, профессор, академик РАН, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
3. Верещагина Светлана Андреевна, науч. сотрудник, ФГБНУ «ФНЦ риса».
4. Симонова Виктория Васильевна, канд. с.-х наук, ст. науч. сотрудник, ФГБНУ «ФНЦ риса».