Спосіб створення заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків (beta vulgaris nxxzz) і новими стерильними цитоплазмами дикої форми буряків beta vulgaris ssp maritima l.

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб створення заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків (Beta vulgaris Nxxzz) і новими стерильними цитоплазмами дикої форми буряків Beta vulgaris ssp maritima L., що включає схему зворотно-насичуючих схрещувань, використання аналізаторами цитоплазматичної природи стерильності закріплювачів стерильності цукрових буряків, добір і визначення цитоплазматичного типу стерильності у гібридів F1 за фенотиповими ознаками ядерних генів ЦЧС і присутністю фенотипів чс-0 і чс-І типу, схрещування закріплювачів стерильності цукрових буряків проводять лише з домінантними гомозиготами за рецесивною ознакою забарвлення гіпокотелю, який відрізняється тим, що добір контрольних рослин донорів нових стерильних цитоплазм проводять з використанням цитологічної класифікації фенотипів ЦЧС за ознаками дегенерації чоловічого гаметофіту і спорофіту, другий цикл насичуючих схрещувань проводять за схемою B1CS (Греція, Туреччина) XxzzRr x Beta vulgaris Nxxzz rr bb, а відбір заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків і стерильними цитоплазмами дикої форми Beta maritima L. серед гібридів B2CS за зчепленими ознаками присутності зеленого забарвлення (r-r) і дворічного циклу розвитку (b-b-).

Текст

Реферат: Спосіб створення заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків (Beta vulgaris Nxxzz) і новими стерильними цитоплазмами дикої форми буряків Beta vulgaris ssp maritima L. включає схему зворотно-насичуючих схрещувань, використання аналізаторами цитоплазматичної природи стерильності закріплювачів стерильності цукрових буряків, добір і визначення цитоплазматичного типу стерильності у гібридів F1 за фенотиповими ознаками ядерних генів ЦЧС і присутністю фенотипів чс-0 і чс-І типу, схрещування закріплювачів стерильності цукрових буряків проводять лише з домінантними гомозиготами за рецесивною ознакою забарвлення гіпокотелю. Добір контрольних рослин донорів нових стерильних цитоплазм проводять з використанням цитологічної класифікації фенотипів ЦЧС за ознаками дегенерації чоловічого гаметофіту і спорофіту, другий цикл насичуючих схрещувань проводять за схемою B1CS (Греція, Туреччина) XxzzRr x Beta vulgaris Nxxzz rr bb, а відбір заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків і стерильними цитоплазмами дикої форми Beta maritima L. серед гібридів B2CS за зчепленими ознаками присутності зеленого забарвлення (r-r) і дворічного циклу розвитку (b-b-). UA 114468 U (54) СПОСІБ СТВОРЕННЯ ЗАМІЩЕНИХ ЛІНІЙ З ЯДЕРНИМ ГЕНОМОМ ЗАКРІПЛЮВАЧІВ СТЕРИЛЬНОСТІ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ (BETA VULGARIS Nxxzz) І НОВИМИ СТЕРИЛЬНИМИ ЦИТОПЛАЗМАМИ ДИКОЇ ФОРМИ БУРЯКІВ BETA VULGARIS SSP MARITIMA L. UA 114468 U UA 114468 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сільського господарства, а саме до селекції і генетики сільськогосподарських рослин, зокрема цукрових буряків, і може бути використана для пошуку нових джерел стерильності і створення заміщених ліній з ядерним геномом закріплювача стерильності цукрових буряків та новими стерильними цитоплазмами дикої форми Beta maritima L., що забезпечує розширення адаптаційного потенціалу культури, підвищення ефективності створення промислово-цінних роздільноплідних пилкостерильних форм з новими джерелами ЦЧС. В основу корисної моделі поставлена задача - розробити спосіб створення заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків (Beta vulgaris Nxxzz) і новими стерильними цитоплазмами дикої форми буряків Beta vulgaris ssp maritima L., що забезпечить скорочення циклів зворотних насичуючих схрещувань з 8-10 до 3-х років та дослідження експресії ядерних генів ЦЧС цукрових буряків в умовах нових стерильних цитоплазм, як альтернативи S-цитоплазми Оуена. Використання генетичного потенціалу цитоплазми диких видів роду Beta L. може мати вирішальне значення для розширення плазмофону культури цукрових буряків і створення нових вихідних матеріалів, стійких до можливих епіфітотій. Встановлено, що окрім стійкості до церкоспорозу - кореневих гнилей, ризостонії, ризоманії і цукрової нематоди, стійкість і толерантність до хвороб може бути перенесена від диких видів буряків в культивовані сорти, в залежності від напрямку схрещування і гомології хромосом (Боземарк Н.О., 1999; Стогниенко О.И., 2010). Серії заміщених ліній з використанням цитоплазм близьких видів створені у родів Solanum, Gossipium, Helianthus, Brassica, Avena та інші. Особливо результативні дослідження проведені на заміщених лініях пшениці з цитоплазмами декількох десятків видів Triticum, Aegilops, Secale, Agropyron та інші. В зв'язку з використанням в селекційних програмах цукрових буряків роздільноплідних пилкостерильних форм з єдиною цитоплазмою S Оуена і ростом вірусних захворювань наявна проблема генетичної уніфікації за єдиною цитоплазмою. П'ять нових джерел стерильності виділено від Beta maritima L. походження із Індії, Пакістану, Манджурії, Югославії, Марокко (Боземарк Н.О., 1999). Нова стерильна цитоплазма від Beta maritima L. походженням із Англії виділена Коу і Стюарт (1977). Селекційна цінність стерильних цитоплазм від диких видів роду Beta L., як можливої альтернативи цитоплазми Оуена не відома. Міжвидові гібриди між Beta maritima L. із цукровими буряками характеризуються однорічним циклом розвитку, не рівномірним дозріванням насіння, дерев'янистістю кореня і потребують багаторічної часто безплідної селекційної роботи. В зворотних насичуючих схрещуваннях, з використанням методів статистичного аналізу, процес заміщення материнських генів на батьківські описується формулою: t n Pt+1=[1-(1/2) ] . Ймовірність заміни n генів після (t+1) схрещування [50]. Для заміщення двох генів в геномі матері батьківськими незчепленими генами з ймовірністю 99 % необхідно 10 поколінь насичуючих схрещувань. При міжвидовій гібридизації цей процес у дворічної культури досить тривалий і затратний. Суттю корисної моделі є розробка генетичних моделей зворотних насичуючих схрещувань з використанням моногенних маркерних ознак забарвлення гіпокотелю, однорічного і дворічного циклу розвитку, відбір в природних популяціях за цитологічними ознаками розвитку чоловічого гаметофіту при ЦЧС для пошуку донорів нових стерильних цитоплазм, що збільшує ефективність добору, зменшуючи обсяги контрольних рослин-донорів із популяції дикої форми буряків Beta maritima L. В умовах бекросних схрещувань відбір гібридів F2 (B2CS) за зчепленими рецесивними ознаками значно скорочує кількість циклів насичуючих схрещувань і реалізує ймовірність заміщених ядерних генів ЦЧС, роздільноплідності цукрових буряків від закріплювачів стерильності, уникаючи міжалельних взаємодій при міжвидовій гібридизації і забезпечує створення їх стерильних аналогів на новому цитоплазматичному фоні. Відомий спосіб одержання роздільноплідних ЧС форм, при якому стерильні за пилком материнські рослини схрещують з закріплювачами стерильності О-типу (Балков И.Я, 1978). Спільними суттєвими ознаками способу і винаходу є: - використання ліній О-типу як аналізаторів для пошуку нових джерел стерильності; - відбір гібридів F1 чс-0 і чс-І типу за Оуеном (1945); - контролювання закріплювачів стерильності за 100 % роздільноплідністю. Однак для створення заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності, як стерильних аналогів ліній О-типу, необхідні додаткові схрещування, експериментальні генетичні моделі, які б забезпечували заміщення геному дикої форми, що характеризується в гібридних 1 UA 114468 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 комбінаціях з цукровими буряками, домінантними ознаками однорічного циклу розвитку, багатонасінності, розгалуженості кореня, низькою цукристістю. Відомі способи заміщення ядерних генів шляхом одержання нових плазмотипів об'єднанням протопластів і соматичної гібридизації. Бейо Заден Б.В., NL. 15.03.2005 р. (11) 72420 (51) 7 А01Н 4/00. Рослина виду Brassica jleracea з чоловічою стерильністю і спосіб її отримання. Д.П. Євтушенко, A.M. Шаховський, В.А. Сидоров Получение цибридов картофеля без использования генетических селективных маркеров в исходном растительном материале: растения Solanum tuberosum L. (сорт Свитанок Киевский) S. Pinnatesectum dun. // Цитология и генетика. 2001. № 6. С. 3-8. Соматична гібридизація є єдиним способом заміщення ядерних генів і створення нових плазмотипів біотехнологічними методами при несумісних схрещуваннях і потребує γопромінення для інактивації ядра донорних цитоплазм, хімічних мутагенів для хлорофіл ДНКмутації, використання селективних маркерних генів, що негативно впливає на геном і плазмон. Заявлена корисна модель відрізняється тим, що забезпечує збереження максимально природний стан цитоплазматичних генів, а тому може дати більш реальні представлення механізму експресії ядерних генів ЦЧС цукрових буряків в умовах нової стерильної цитоплазми від диких видів роду Beta L. для практичної селекції. Найбільш близьким до даної корисної моделі за сукупністю ознак є Спосіб моделювання гіногенезу для створення алоплазматичних ліній цукрових буряків з цитоплазматичною чоловічою стерильністю від дикої форми буряків Beta vulgaris ssp maritime L. Патент на винахід 89503 Україна, МПК 2014.01 А01Н 4/00. / Ковальчук Н.С., Роїк М.В. (Україна)); заявник та патентовласник Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків НААНУ - № u201312694; заявл. 30.10.2013; опубл. 25.04.2014, Бюл. № 8. - 6 с. Спільними суттєві ознаки найбільш близького способу до даної корисної моделі є: - схема зворотно-насичуючих схрещувань; - добір донорів нових стерильних цитоплазм від природних популяцій дикої форми буряків з маркерним антоціановим забарвленням гіпокотелю (R+r-; R+R+); - схрещування з закріплювачами стерильності цукрових буряків, домінантними гомозиготами за рецесивною ознакою забарвлення гіпокотелю r-r-; - гібридизація за схемою Beta maritima L. R+r-B+B+x Beta vulgaris Nxxzz r-r-b-b-; - добір гетерозигот F1 чс-0 і чс-І типу з однорічним циклом розвитку і червоним забарвленням проростків для аналізу цитоплазматичного типу стерильності. Проте близький спосіб для одержання алоплазматичних ліній використовує депонування в умовах in vitro міжвидових гібридів F1 з однорічним циклом розвитку чс-0 і чс-І типу з вкоріненням наступного року клонів і отриманням насінників-клонів, донорів насіннєбруньок. Дослідження з використанням експериментального моделювання гіногенезу ускладнює низький вихід гаплоїдів від 0,7 до 8 % при індукції гаплоїдних і дигаплоїдних регенерантів. Крім того, гаплоїдних регенерантів із зеленим забарвленням r-r-, є дуже низький відсоток - всього 30 % (3:1), що надалі не дозволяє оцінити механізм експресії ядерних генів ЦЧС закріплювачів стерильності на дигаплоїдному рівні в умовах нових стерильних цитоплазм. Основними відмінними суттєвими ознаками корисної моделі є: - добір донорів нових стерильних цитоплазм із популяції рослин дикої форми буряків з використанням цитологічних ознак дегенерації чоловічого гаметофіту при ЦЧС; - проведення другого циклу насичуючих схрещувань за схемою B1CS (Греція, Туреччина) XxzzRr x Beta vulgaris Nxxzz rr bb; - аналіз гібридної популяції F2 (B2CS) за зчепленими генами антоціанового забарвлення, однорічного і дворічного циклу розвитку R+r- і В+b- та фенотиповими ознаками ядерних генів ЦЧС; - дослідження механізму експресії ядерних генів і співвідношення фенотипів і генотипів ЦЧС в потомстві рецесивних гомозигот r-r-. Добір за цитологічними ознаками ЦЧС дозволяє значно скоротити обсяги контрольних схрещувань для добору донорів нових стерильних цитоплазм від природних популяцій дикої форми буряків Beta maritime L. Так як алелі r-r- є зчепленими в умовах стерильної цитоплазми S необхідно установлювати в кожному окремому випадку вплив стерильних цитоплазм на експресію алелей та ймовірність виділення рекомбінантних генотипів з використанням критерію 2 х. 2 UA 114468 U Таблиця 1 + + Аналіз гібридних популяцій F2 (B2CS) за присутністю алелей R ; r ; В ; b щеплених генів антоціанового забарвлення гіпокотелю, циклу розвитку буряків в умовах стерильних цитоплазм Beta maritime (Туреччина та Греція) Дані Фактичні Очікувані q при 1:1 Відхилення d 2 d /q Фактичні Очікувані q при 1:1 Відхилення d 2 d /q Фемотини Сума Σ Зелені двухрічні r Забарвлені 2 + + X b однорічні R В - - - В1S (Туреччина) xxzz RrBb x Beta vulqaris Nxxzzb b r r 90 96 186 93 93 186 -3 +3 0 0,097 0,097 0,194 + - + В1S (Греція) xxzz R r В b x Beta vulqaris Nxxzzbbrr 167 143 310 155 155 310 -12 +12 0 0,93 0,93 1,864 Р 0,8>Р>0,5 0,20>Р>0,05 2 5 10 15 Результати дослідження даних таблиці 1 з використанням критерію X вказують на ідентичну реакцію двох фенотипів у гібридів F2 (B2CS), як на фоні стерильної цитоплазми Beta maritima (Туреччина), так і на фоні Beta maritima (Греція). Гени однорічного і дворічного циклу розвитку та антоціанового забарвлення гіпокотелю знаходяться в одній хромосомі і передаються спільно, що збільшує ефективність добору, уникаючи міжалельних взаємодій. Диференціація і добір генотипів ЦЧС у гібридів F2 (B2CS) на фоні плазмотипів Beta maritima L. походження із Туреччини та Греції: - по-перше, дозволяють ідентифікувати природу стерильності, виключаючи ядерну стерильність; - по-друге, визначають реакцію алелей ядерних генів цукрових буряків. Співвідношення отриманих фенотипів ЦЧС в гібридній популяції F2 представлені в таблиці 2. Таблиця 2 - Співвідношення фенотипів і генотипів ЦЧС в потомства рецесивних гомозигот r r від схрещування B1 CS (Туреччина, Греція) х B.vulqaris Nxxzz Потомство Фенотипи і кількість - насіннєвих рослин B2CS r r Сума 2 Походження X рослин-клонів Σ ЧС-0 ЧС-І B1CS В1CS (Туреччина)ХхzzRrВbМm x Beta vulqaris Nxxzzmmrbb Варіанти репродукції ліній-клонів № 3; № 4; № 5 і № 7 B1CS в В2С № 3 B1CS 15 (15,6) 81 (84,4) 96 4,53 B1CS № 4 B1CS 12 (26,7) 33 (73,3) 45 9,8 (Туреччина) ЧС-І B2CS х 0 - тип № 5 B1CS 10 (20,0) 40 (80,0) 50 9,0 № 677 № 7 B1CS 7 (28,0) 18 (72,0) 25 4,52 + - + В1CS (Греція)ХхzzR r В b x Beta vulqaris Nxxzz Варіанти репродукції ліній-клонів № 2; № 7 і № 14 B1CS в В2CS № 2 B1CS 51 (52,0) 47 (48,0) 98 0,16 В1S (Греція) ЧС-І B2CS № 7 B1CS 58 (49,1) 60 (50,9) 118 1,66 х 0-тип № 677 № 14 B1CS 21 (36,2) 37 (63,8) 58 4,4 Контроль ЧС 0302 × 0-тип ЧС-0 № 0302:9 27 (93,1) 2 (6,9) 29 № 677 Вихідний фенотип, генерація 3 Р 0,05>Р>0,01 Р0,01 0,80>Р>0,50 0,20>Р>0,05 0,05>Р>0,01 UA 114468 U 5 10 15 20 25 Ефект заміщення рецесивних алелей x-z- від закріплювача стерильності цукрових буряків на фоні двох нових джерел ЦЧС можливо прослідити в зворотному схрещуванні відібраних насінників-клонів F1 ЧС-1 типу з лініями 0-типу. За результатами таблиці 2, доля стерильних ЧС-0 рослин на цитоплазматичному фоні Beta maritima L. (Греція) у гібридів B2CS r-r- змінювалась від 52,0 % до 36,2 % при обсягах вибірки від 2 58 до 118 насінників (х 0,16-1,66). Значення вірогідності за таблицею Фішера переконує, що дослідні дані і теоретично очікувані - співпадають: 0,80>Р>0,50; 0,20>Р>0,05. Два варіанти показують на відповідність отриманих частот за розщепленням фенотипів ЧС-0 і ЧС-1 типу за Оуеном. Аналіз потомства насінників B2CS r-r- (Туреччина) протягом 4-х років показали 2 результати, які не відповідали теоретично передбачуваному розчепленню 1:1 x =4,53; 9,8; 9,0; 4,52. Кількість рослин ЧС-0 типу і ЧС-1 типу на фоні стерильної цитоплазми Beta maritima L. (Туреччина), змінювалась в процесі цвітіння насінників у більш ніж у 50 % біотипів після добору за рецесивними ознаками зеленого забарвлення гіпокотелю і дворічного циклу розвитку у гібридів F2 (B2CS). Експресія ЦЧС у бекросних потомств B2CS на фоні гомозиготності рецесивних генів, закріплювачів стерильності r-r-b-bвідрізняється відсотковим співвідношенням фенотипів ЧС-0 типу у B2CS Туреччина і B2CS Греція і наявністю фенотипів ЧС-1 типа за Оуеном. Таким чином пропонована корисна модель створення ліній з заміщеним ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків (Beta vulgaris Nxxzz) і новими стерильними цитоплазмами дикої форми буряків Beta vulgaris ssp maritima L. дозволяє направлено провести зворотні насичуючі схрещування з використанням генетичної моделі і виділити новий вихідний матеріал, як рецесивні гомозиготи, вже від гібридів F2 (B2CS) в генетичній моделі зворотнонасичуючих схрещувань за зчепленими генами r-r-b-b-, що перевищує відомі способи в чотири рази, зменшуючи трудозатратність відомих способів та збільшуючи ефективність добору. Використання цитологічної класифікації фенотипів ЦЧС дозволяє скоротити обсяги аналізів контрольних рослин-донорів із популяції дикої форми буряків і збільшити ефективність добору. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Спосіб створення заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків (Beta vulgaris Nxxzz) і новими стерильними цитоплазмами дикої форми буряків Beta vulgaris ssp maritima L., що включає схему зворотно-насичуючих схрещувань, використання аналізаторами цитоплазматичної природи стерильності закріплювачів стерильності цукрових буряків, добір і визначення цитоплазматичного типу стерильності у гібридів F1 за фенотиповими ознаками ядерних генів ЦЧС і присутністю фенотипів чс-0 і чс-І типу, схрещування закріплювачів стерильності цукрових буряків проводять лише з домінантними гомозиготами за рецесивною ознакою забарвлення гіпокотелю, який відрізняється тим, що добір контрольних рослин донорів нових стерильних цитоплазм проводять з використанням цитологічної класифікації фенотипів ЦЧС за ознаками дегенерації чоловічого гаметофіту і спорофіту, другий цикл насичуючих схрещувань проводять за схемою B1CS (Греція, Туреччина) XxzzRr x Beta vulgaris Nxxzz rr bb, а відбір заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків і стерильними цитоплазмами дикої форми Beta maritima L. серед гібридів B2CS за зчепленими ознаками присутності зеленого забарвлення (r-r) і дворічного циклу розвитку (bb-). 45 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: A01H 4/00

Мітки: дикої, закріплювачів, бета, цитоплазмами, стерильності, ядерним, ліній, буряків, форми, maritima, геномом, спосіб, новими, створення, vulgaris, nxxzz, стерильними, заміщених, цукрових

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-114468-sposib-stvorennya-zamishhenikh-linijj-z-yadernim-genomom-zakriplyuvachiv-sterilnosti-cukrovikh-buryakiv-beta-vulgaris-nxxzz-i-novimi-sterilnimi-citoplazmami-diko-formi-buryakiv-bet.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб створення заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків (beta vulgaris nxxzz) і новими стерильними цитоплазмами дикої форми буряків beta vulgaris ssp maritima l.</a>

Подібні патенти