Генетична система контрольованого розмноження кукурудзи на основі генів функціональної чоловічої стерильності

<p>РОЗДІЛ 2<br /> МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ <br />Вирощування, схрещування та дослідження рослин проводили в польових умовах на<br />дослідних полях дослідної агрономічної станції Національного аграрного<br />університету „Митниця” в період з 1996-2004 рр. Посів та збирання проводили в<br />строки, рекомендовані для зони північного Лісостепу. <br />2.1. Методика гібридизації<br />Контрольоване схрещування рослин здійснювали нанесенням пилку на попередньо<br />ізольовані жіночі суцвіття. Ізоляцію волоті та жіночих суцвіть (качанів)<br />проводили з використанням пергаментних ізоляторів за загальновідомою методикою<br />[21, 75, 142]. Чоловічі суцвіття ізолювали в період цвітіння. Одночасно з<br />появою приймочок ізолювали волоті рослин, з якими планувалося проводити<br />схрещування. Через 72 години проводили нанесення пилку на приймочки качанів. <br />2.2. Джерела генів, лінії та гібриди, що були використані в дослідженнях<br />Наявність алелів, генів та їх комплексів які детермінують господарськоцінні<br />ознаки, визначають цінність генотипу для використання його в беккросних<br />схрещуваннях як донора. В залежності від цінності генотипів виділяють донори та<br />джерела ознак [32]. Донори – форми, які характеризуються наявністю<br />господарськоцінних ознак. <br />2.2.1. Лінії та гібриди. Розробка нової генетичної системи на основі генів<br />функціональної чоловічої стерильності передбачає відтворення її елементів на<br />генетичному фоні господарськоцінних ліній, компонентів гібридів, що дозволить,<br />з одного боку, паралельно з дослідженнями реалізувати її для обраних гібридів,<br />а з іншого – використати в подальшому створені форми, як донори елементів<br />розробленої системи. Нами були обрані лінії П346зМ, П346М, П346зС, П346С, F7зС,<br />F7С, Гк26зМ, Гк26М. Підбираючи лінії для дослідження, ми керувалися такими<br />критеріями: лінії повинні представляти різні групи зародкової плазми, що<br />обумовлює високий гетерозисний ефект при їх схрещуванні, представляти різні<br />групи стиглості, які забезпечать в наступному безпроблемне використання їх як<br />донорів генів функціональної чоловічої стерильності, лінії повинні бути широко<br />представлені у сучасних гібридах, що мають господарське значення та<br />використовуватися як материнські форми простих гібридів та складові<br />материнських форм більш складних гібридів. Для розробки і реалізації<br />розробленої генетичної системи, а також для дослідження прояву генів<br />функціональної чоловічої стерильності і їх впливу на морфологічні ознаки,<br />необхідно було відтворювати гібриди першого покоління, що здійснювалося з<br />використанням батьківських ліній П502, F2, Чк62, Чк73, Db42, Со125. <br />Наведені лінії широко використовуються у виробництві в таких гібридах: Піонер<br />3978 (П346 Х П502), Дружба (F7 Х F2) та Деа (Гк26 Х F2), ці гібриди мають<br />самостійне господарське значення та використовуються як материнські форми при<br />отриманні трьохлінійних гібридів Київський 271 (П3978 Х Чк62), ТОСС 235М (П3978<br />Х Чк73), Колективний 270 (П3978 Х D-Ве42), Колективний 225 (П3978 Х Со125),<br />Колективний 210 (Дружба Х D-Ве42), Колективний 111 (Дружба Х Со125),<br />Харківський199 ((Гк26 Х F2) Х Со125) Харківський290 ((Гк26 Х F2) Х П502). <br />В дослідження були також включені форми цукрової кукурудзи: перспективні лінії<br />цукрової кукурудзи селекції Інституту рослинництва ім. Юр’єва. Мс-58, Мс-233,<br />Мс-248 та лінії власної селекції Bo4, An1, An3, An4, Sh1, Sh2, Gr1, Gr2. <br />2.2.2. Джерела генів. Джерелами мутантних алелів виступали зразки генетичної<br />колекції ВІР (Всеросійського інституту рослинництва): Джерела домінантного<br />алеля гена Vg: С-18 br1 Vg bm2, С-19 br1 Vg f1 bm2, С-20 br1 Vg f1 bm2, С-21<br />br1 Vg f1 bm2 С-29 Vg bm2, С-30 br1 Vg bm2 x Kn bm2, С-31 Vg Kn bm2, С-32 Vg,<br />С-33 P-RR Vg. Джерела гена Tu: С-100 Tu. Джерело гена ad1: С-11 P-RR ad1 bm2.<br />[7-9] <br />Оцінку зразків проводили візуально, форми – носії мутантних алелів порівнювали<br />з нормальними рослинами того ж зразка. Порівнювання проводили за довжиною<br />вегетаційного періоду, індивідуальною продуктивність рослин, ступенем<br />стерильності-фертильності та іншими ознаками. <br />2.3. Створення аналогів ліній з генами функціональної чоловічої стерильності<br />Ефективним способом перенесення алелів генів в інший генотип є метод насичуючих<br />схрещувань (backross, беккрос). Вважається, що для відновлення генотипу<br />реципієнта достатньо проведення шести беккросів, при припущенні, що з кожним<br />наступним схрещуванням відбувається збільшення числа генотипів, в яких<br />збільшується частка генотипу реципієнта. Механізми рекомбінації (малоймовірна<br />рекомбінація близькозчеплених генів) не дають змоги одержувати повністю<br />коізогенні форми (форми, які відрізняються за наявністю лише одного алеля). <br />Створення аналогів ліній проводили методом беккросів. При створенні аналога<br />закріплювача стерильності за материнську форму, починаючи з Вс4, брали<br />лінію-реципієнт, для відтворення у аналога плазми вихідної лінії. А при введені<br />алеля гена функціональної чоловічої стерильності у форму з ЦЧС за материнські<br />брали стерильні продукти беккросу. Проведено сім беккросних схрещувань. При<br />цьому вважали, що нащадки Вс6 та наступних беккросних схрещувань – аналоги<br />лінії [76]. <br />Разом із створенням аналогів існуючих ліній цукрової кукурудзи методом<br />беккросування проводили створення нових ліній цукрової кукурудзи з домінантним<br />алелем гена Vg шляхом одночасного самозапилення вихідних форм та беккросування.<br />Вихідні зразки різного походження (гібриди іноземної селекції, сорти)<br />самозапилювали і, починаючи з другого покоління, проводили беккросні<br />схрещування. Такий шлях дозволив одночасно із гомозиготизацією матеріалу<br />отримати аналоги з домінантним алелем гена Vg. <br />2.4. Гібридологічний аналі</p>