Получение семян гибридов F1 дыни на основе линий с генной мужской стерильностью

Подробности

Категория: Статьи

Государственное научное учреждение Всероссийский научно исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства

Российской академии сельскохозяйственных наук

(ГНУ ВНИИОБ РАСХН)

А.С. Соколов, С.Д. Соколов, Н.В. Смолинова

Получение семян гибридов F₁ дыни на основе линий с генной мужской стерильностью

При работе с генной мужской стерильностью нужно учитывать, что почти у всех видов растений, у дыни в том числе, ее проявление контролируется одним рецессивным геном. Генная мужская стерильность, в отличие от цитоплазматической, передается не только через женские, но и через мужские гаметы.

В настоящее время оптимальным вариантом для решения проблемы гибридного семеноводства у бахчевых культур является создание линий с генной мужской стерильностью и маркерным признаком.

Ключевые слова: дыня, генная мужская стерильность, гибридное семеноводство.

A.S. Sokolov, S.D. Sokolov, N.V. Smolinova
Production of F₁ hybrid seeds melons through gene lines with male sterility

When dealing with genetic male sterility to keep in mind that almost all plant species, the melon, including, its expression is controlled by one recessive gene. Genetic male sterility, as opposed to cytoplasmic, is transmitted not only through women, but also through male gametes.

Currently, the best option for solving the problem of hybrid seed production in melons is to create lines with genetic male sterility and a marker trait.

Key words: melon, genetic male sterility, hybrid seed production.

Все большую популярность приобретает выращивание новых гибридов дыни. Гибриды F₁  отличаются высокой урожайностью и устойчивостью к мучнистой росе.

В лаборатории селекции бахчевых культур создан целый ряд отличных сортов арбуза, дыни, тыквы, кабачка, патиссона, которые занимают достойное место на полях России и ближнего Зарубежья. Однако существующий сортимент  требует расширения за счет высокотоварных, продуктивных сортов раннего, ультрараннего и среднепозднего сроков созревания, с высокими потребительскими и технологическими качествами, толерантных к наиболее вредоносным болезням, а так же оригинальных сортов, специализированных к определенным условиям выращивания.

Селекция дыни направлена на создание сортов и гибридов F₁ с высокими вкусовыми качествами и хорошей транспортабельностью, а также на комплексную устойчивость к настоящей мучнистой росе и пероноспорозу.

Нами изучены перспективные гибриды F₁ дыни и отработаны элементы технологии гибридного семеноводства на основе специализированных материнских линий с оригинальной формой генной мужской стерильности [1].

В качестве исходного материала использована форма с генной мужской стерильностью – ген ms. Выделенная форма имеет стерильные мужские цветки, но при этом, обладает нормальной женской фертильностью, что позволяет получать нормальное количество выполненных жизнеспособных семян.

Исходными для передачи признака «стерильность мужских цветков» послужили формы, которые получены из Болгарии на основе обмена. Нами при создании материнских линий особое внимание уделялось скороспелости, ранней дружной отдаче урожая, уровню потребительских качеств, устойчивости к мучнистой росе, наличию маркерного признака – разрезнолистность.

Фенотипическое проявление мужской стерильности у дыни. Выявлено два типа проявления стерильности мужских цветков на растениях с геном мужской стерильности:

тип I – бутоны усыхают, не раскрываясь;

тип II – цветки раскрываются, содержат несформированные пыльники [3].

Гибридологический анализ наследования генной мужской стерильности у дыни. Обычно мужская стерильность у сельскохозяйственных культур наследуется рецессивно и контролируется одной парой генов. Гибридологический анализ наследования гена ms у дыни показал, что во втором поколении расщепление на фертильные и стерильные растения соответствует стандартному 3:1, с вероятностью 0,50-0,75, χ=0,25. При беккроссе гетерозиготы по гену ms расщепление соответствует стандартному 1:1, P=0,50-0,75, χ=0,6. Таким образом, ген ms наследуется как моногенный рецессив.

Для размножения материнской линии высевают семена, полученные от искусственного опыления стерильной гомозиготы фертильной гетерозиготой по гену ms, дающее в потомстве смесь стерильных и фертильных растений в соотношении 1:1. Дальше можно использовать два способа. В первом – в период массового цветения мужских цветков отмечают стерильные растения и оставляют для свободного переопыления. При созревании семена выделяют только с отмеченных растений. По второму способу – все растения без прорывки оставляют для свободного переопыления. С началом массового завязывания плодов проводят удаление всех мужски фертильных растений в 2-3 приема с интервалом 3-5 дней. При созревании проводится массовое выделение семян. Полученные семена будут давать в потомстве фертильные  и стерильные растения в соотношении 1:1 [4].

Для получения гибридных семян высевают чередующимися рядами материнскую форму, представляющую собой популяцию гетерогенную по мужской стерильности, и отцовскую форму. С началом массового цветения мужских цветков проводят 2-3-х кратную прорывку фертильных растений материнской формы.

При выборе схемы размещения родительских форм нужно учитывать ряд моментов. Желательно иметь как можно больше растений материнской формы, однако нужно учитывать, что изменение соотношения рядов материнской и отцовской форм с 1:1 до 8:1 снижает процент переопыления с 95 до 65-75 %, хотя выход семян с единицы площади при этом увеличивается вдвое.

В своих исследованиях изучали схемы посадки О:М:М:О:М:М:О и О:М:О:М:О:М (О – отцовская форма, М – материнская форма). При этом гибридность получаемых семян колеблется от 92 до 95 %. Это хороший процент для производственных посевов, где негибридные растения будут удалены при прорывке по маркерному признаку в фазе 3-4 настоящих листьев.

Поскольку материнские линии с генной мужской стерильностью поддерживаются в виде гетерогенной популяции, состоящей из половинного соотношения фертильных гетерозигот и стерильных гомозигот, в семеноводческих посевах необходимо проведение браковки мужски фертильных растений материнской формы. Своевременное и качественное  проведение выбраковки фертильных растений влияет на гибридность получаемых семян, которая может изменяться с 68 до 95 %. При специальном подборе родительских форм незначительно различающихся по морфологическим признакам, возможно, оставлять товарные посевы без прорывки. Удаление 10-30 % негибридных растений возможно в производственных посевах при проведении прореживания в фазе трех-четырех настоящих листьев по маркерному признаку, что позволяет сделать посевы чистосортными [5].

На опытных делянках количество растений учитывается до начала прорывок, как на отцовских, так и на материнских линиях. Прорывка проводится в три этапа. Первую браковку выполняют с началом цветения мужских цветков на растениях материнской линии; вторую через 4-6 дней после первой, в зависимости от интенсивности развития растений; третью, спустя 3 дня после проведения второй. При выполнении третьей браковки необходимо удаление всех отстающих в развитии, не вступивших в фазу цветения, растений. Вместе с удалением фертильных растений на стерильных растениях обрывается завязь.

Оценку гибридности семян проводят в лабораторных условиях или в контрольных посевах на следующий год испытаний. В лаборатории посев и учет проводят в цветочных горшках, при поддержании оптимальной температуры и светового режима. Учет проводится по маркерному признаку – рассеченной листовой пластинке, в фазе 3-4 настоящих листьев. Рассчитывается соотношение растений с рассеченной и цельной листовой пластинкой [2].

Таким образом, перспективными для организации эффективного гибридного семеноводства у дыни являются линии с генной мужской стерильностью, обеспечивающие по разработанной технологии получение семян с 68-95 % гибридности. 

Список литературы

1. Бугаева, Ю.А Использование линий дыни с генной мужской стерильностью для получения гетерозисных гибридов [Текст]/Ю.А. Бугаева, С.Д. Соколов, А.С. Соколов, И.Ш. Шахмедов// Материалы III Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых 23-24 апреля 2008 г.-Астрахань: Издательский дом  «Астраханский университет», 2008.-С. 53-54.- ISBN978-5-9926-0108-4.
2. Соколов, А.С. Получение семян гибридов F₁ дыни [Текст]/ А.С. Соколов, А.В. Бочарников, Е.В. Хуторная, С.Д. Соколов// Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса: материалы IV Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых 21-23 апреля 2009 г. -Астрахань: ОООКПЦ «ПолиграфКом», 2009.- С.175-176.- ISBN 978-5-9027-42-29-6.
3. Соколов, С.Д. Особенности фенотипического проявления мужской стерильности у различных видов бахчевых культур [Текст]/ С.Д. Соколов// Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения С.И. Жегалова.- ВНИИССОК.- М.,2006.-Т.2.-С.266-273.
4. Соколов, С.Д. Изучение линий дыни с генной мужской стерильностью [Текст]/ С.Д. Соколов// Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 450-летию г.Астрахань.-4-11 августа 2008г.-Астрахань: Изд. Дом «Астраханский университет», 2008.- С.35-37. - ISBN 978-5-9926-0200-5.
5. Соколов, С.Д. Гибридное семеноводство бахчевых культур [Текст]/ С.Д. Соколов// Материалы Международной научно-практической конференции.  - М.: «Современные тетради», 2006.-С.485-497.

 Соколов Артем Сергеевич

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства, All-Russia Scientific Research Institute Of Vegetable And Melon Growing, 416341, Астраханская область, г. Камызяк, ул. Любича 16, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., тел./факс (85145) 95-9-07

Соколов Сергей Дмитриевич

Кандидат сельскохозяйственных наук, Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства, All-Russia Scientific Research Institute Of Vegetable And Melon Growing, 416341, Астраханская область, г. Камызяк, ул. Любича 16, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., тел./факс (85145) 95-9-07

Смолинова Надежда Викторовна

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства, All-Russia Scientific Research Institute Of Vegetable And Melon Growing, 416341, Астраханская область, г. Камызяк, ул. Любича 16, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., тел./факс (85145) 95-9-07