SU1725793A1 - Способ отбора растений, устойчивых к насекомым-вредител м - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству, а именно дл  экспресс-оценки устойчивости растений к поеданию насекомыми-вредител ми . Цель - упрощение способа и ускорение отбора растений. Отбор растений включает выращивание дрозофилы на каллусной ткани исследуемого растени  и оценку устойчивости растений по ее плодовитости. Период отбора растений составл ет приблизительно 30 дней. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и может быть использовано дл  экспресс-оценки устойчивости растений к поеданию насекомыми-вредител ми.

Известен способ отбора растений на устойчивость к насекомым-вредител м, наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому, согласно которому насекомых помещают на зерна разных образцов - растений, подсчитывают количество вылупившихс  жуков нового поколени  и по достоверному снижению этого показател  суд т об устойчивости образца.

Недостатком известного способа  вл етс  узка  специфичность системы, не позвол юща  вы вить устойчивость всего растени  к насекомым-вредител м.

Целью, изобретени   вл етс  ускорение отбора растений, способных блокировать развитие насекомых-вредителей, и ускорение селекции перспективных форм.

Цель достигаетс  тем, что в известном способе отбора растений, устойчивых к насекомым-вредител м , заключающемс  в выращивании насекомых на ткани исследуемого растени  и оценки устойчивости по плодовитости насекомых, в качестве ткани растени  используют каллусную ткань, а в качестве насекомого-вредител  используют Drosophila melanogaster.

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем. Каллусна  ткань, полученна  из частей проростков, по набору запасных веществ (Сахаров, крахмала и др.), по составу фитогормонов и другим свойствам соответствует целому растению и в качестве единственного источника питани  обеспечивает нормальное развитие насекомых. Различные генотипические формы растений могут отличатьс  друг от друга по устойчивости к насекомым, что находит свое отражение и в разной способности каллусных культур, полученных из форм, обеспечивать развитие дрозофилы. Проверка растений из генетических коллекций с использованием каллусной культуры, полученной in vitro из проростков, на способность блокировать развитие дрозофилы, позвол ет быстротеСО

с

ю ел VJ

ю

CJ

стировать большое количество растений, что ускор ет поиск растительных форм, устойчивых к насекомым. Каллусна  культура дает возможность получать растени -реге- неранты в многочисленных копи х из ото- бранных устойчивых линий, а также получать устойчивые формы методом клеточной селекции.

Показатель, называемый плодовитостью , отражает  йцекладку, развитие  иц, выживаемость личинок и куколок на разных питательных средах. В ходе исследований на культурах редиса, гороха, томатов и др. доказано, что плодовитость дрозофилы на всех видах растений зависит от количества добавл емых каллусов. Например, на каллусах редиса при 1 г корма плодовитость мух была 14,6 ± 1,00, при 2 г - 32,7 ± 0,95, при 3 г - 73,1 ± 3,55. Плодовитость самок при содержании на дрожжевой среде 74,4 ± ±1,34.

Существенным фактором дл  развити  насекомых  вл етс  длительность пассировани  каллусов. При использовании редиса обнаружено, что наиболее успешно дрозо- фила развиваетс  на первичных каллусах. Плодовитость мух на первичных каллусах составл ет 106,7 ± 2,21, на каллусах 2-3 пассажей 24,1 ± 1,89, на 4-5 пассажах 7,4 ±3,54. Иные закономерности вы влены дл  томатов. Пассирование каллусов не снижает их питательной ценности дл  дрозофилы: плодовитость самок на растительных культурах 1 - 4 пассажей не ниже, чем на первичных каллусах, а в некоторых опытах достоверно выше: 70,6 ± 6,90 - на 1 - 4 пассаже, 27,1 ± 2,86 - на 0-пассаже. Наблюдаемые дл  редиса и томатов различи  могут быть св заны с изменением метаболизма клеток при пассировании и особенно- ст ми вторичного метаболизма данных видов растений.

На плодовитость мух вли ет состав питательной среды, на которой выращивались каллусы, а именно, содержание фитогор- монов. Каллусы редиса активно растут на средах с более высоким содержанием цито- кининов по сравнению с ауксином, характе- ризуетс  светлой окраской, легко пассируетс , в отличие от форм, выращен- ных на средах, в которых соотношение фи- тогормонов сдвинуто в сторону ауксинов. Так, если в средах соотношение ауксинов к кинетинам составл ет 1:10, плодовитость мух 9,7 ± 1,29, при обратном соотношении 42,6 ± 2,54.

На лабораторной модели каллус-дрозофила проверены различные формы растений из генетических коллекций по

способности восполн ть пищевые потребности дрозофилы с целью выделить контрастно различающиес  линии. В св зи с физиологическими особенност ми дрозофилы , а именно, разной скоростью  йцеотк- ладки в разные дни, сезоны, реакцией на необычный корм, обнаруживаетс  больша  вариабельность результатов от повторно- сти к повторное™, обусловленна  тем, что в многокомпонентной системе даже небольшие неучтенные колебани  в физиологическом сосото нии разных объектов могут наложить отпечаток на повтор емость результата . При испытани х в нескольких по- вторност х удаетс  вы вить стабильные закономерности на фоне этой вариабельности .

Способ осуществл ют следующим образом .

В качестве растительного материала используют каллусные ткани различных генетических форм, выращенные in vitro. Каллусы получают от асептических проростков путем помещени  отдельных его частей на питательную среду Мурасига-Скуга. Среду Мурасиге-Скуга готов т следующим образом . На 1 л среды берут 8 г агар-агара, 30 г сахарозы и добавл ют растворы солей и витаминов, чтобы в 1 л среды содержалось вмг: МН МОз-1650, КМОз-1900, CaCl2 2N20

-440, MgS04 7Н20 - 370, КН2РСм - 170, НзВОз - 6,2,MnS04 4Н20 - 22,3, ZnSCMx х7Н20-8,6,К1-0,83.№2МоСм-2Н20-0,25, CuS04 5Н20- 0,025, 6Н20 -0,025, Ре5См.7Н20 - 27,8, Na - 37,3, фолева  кислота 0,5, рибофлавин (В2) 0,5, Биотин 1,0, Са-пантотенат 1,0, пиридоксин (Be) 1.0, тиамин (Bi) 1,0, амид никотиновой кислоты 2,0, BI2 0,00015.

В зависимости от вида растени  в среду добавл ют разные фитогормоны: например, дл  получени  каллуса редиса 2.4-Д/2.4- дихлорфеноуксусна  кислота (в концентрации 1 мг/л); гороха - НУК (-нафтилуксусна  кислота) 0,5 мг/л и ВАР (б-бензиламинопу- рин) 1,5 мг/л, томатов - ВАР 1 мг/л, НУК 4 мг/л.

Первичные каллусы пассируют через 15

-20 дней на среды того же состава. Каждое последующее субкультивирование осуществл ют через такой же срок.Каллусы,достигшие размера 1 - 1,5 см в диаметре, используют дл  кормлени  дрозофилы. Могут быть использованы и первичные и пассированные каллусы (1-5 пассажей).

Каллусы растирают в фарфоровой ступке до получени  гомогенной массы. 1 - 3 г гомогената добавл ют в стаканчик объемом 50 мл с агарсахарной средой, куда помещают по 3 самки и 3 самца дрозофилы в возрасте 4-6 сут на 3 дн  дл  откладки  иц. Через 10 - 16 дней подсчитывают число потомков, вылупившихс  в каждой пробирке.

П р и м е р 1. Производили отбор томатов , устойчивых к насекомым-вредител м, на партии из 9 мутантов, 6 сортов, 16 диких и полукультурных форм. В практической селекции последние используютс  как доноры устойчивости к таким вредител м, как насекомые, нематоды, грибы, бактерии. Дл  кормлени  дрозофилы использовали каллусы томатов диаметром 1,2 см, выращенные in vitro в течение 15 дней. Дл  испытани  вз ли по 4 образца. Их растерли до гомогенного состо ни  и соединили гомогенат с агар-сахарной средой. На гомогенат посадили 3 пары насекомых, а через 15 дней подсчитали их потомство.

В таблице приведены статистически достоверные результаты определени  плодовитости дрозофил дл  2 линий томатов. В 4 повторност х обнаружено, что плодовитость дрозофилы при содержании на каллусах томатов Licopersion pimpinellifolium всегда достоверно ниже (примерно в 2,5 раза), чем на сортах томата. Между остальными формами стабильных различий не вы влено . Опыт подтверждает тот факт, что отдельные образцы LPimpinellifolium примен ютс  в селекции как источники устойчивости к вредител м.

П р и м е р 2. Испытывали культуру гороха с целью отбора форм, устойчивых к насекомым-вредител м. Пищевой субстрат готовили как в примере 1. В 4 повторност х при анализе 6 линий и 1 сорта гороха найдены 2 стабильно сразличающиес  формы: 2150 и 4. Дл  них плодовитость различаетс 

примерно в 5 раз и составл ет 83,9 ± 3,5 и 17,2 ±5,7. У остальных линий статистически достоверных различий не вы влено.

ПримерЗ. Производили отбор культур

редиса как в примере 1. Проанализировали 16 форм редиса. Среди них вы вили линии, контрастные по питательной ценности, - формы F-43/51 х 43/50 и 260 белый, дл  которых плодовитость насекомых различаетс  примерно в 2,5 раза и составл ет 106,7 ± 2,2 и 42,6 ± 2,5 соответственно.

Таким образом, отбор культур, устойчивых к насекомым-вредител м при единичном цикле пассировани  каллусов

составл ет пор дка 30 дней, что значительно меньше, чем требуетс  по способу-прототипу , который предусматривает прежде всего получение набора растительных форм, подлежащих испытанию, причем вли ние на них факторов внешней среды имеет гораздо большее значение, чем на каллус- ные ткани. Кроме того, скорость селекции растительных форм значительно возрастает за счет получени  растений-реагентов из

отобранных устойчивых каллусных линий. Дл  р да культур с длительным циклом развити  предлагаемый способ окажетс  наиболее эффективным.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ отбора растений, устойчивых к насекомым-вредител м, включающий выращивание насекомых на ткани исследуемого растени  и оценку устойчивости по плодовитости насекомых, отличающийс  тем,

   что, с целью упрощени  способа и ускорени  отбора растений, в качестве ткани растени  используют каллусную ткань, а в качестве выращиваемых насекомых используют тест-насекомое мужу Drosophila

   melanogaster.

   Плодовитость дрозофилы на каллусах различных форм растений