Сливченко О.А. Генетично модифіковані толерантні до фосфінотрицину цукрові буряки як нова форма вихідного матеріалу для селекції

Краткое содержание

Розділ 1. Генетична модифікація цукрових буряків

(огляд літератури)

Проведено аналіз наукових праць з питань генетичної модифікації цукрових буряків. Узагальнення свідчать про те, що сучасні можливості щодо штучних змін у геномi рослин шляхом молекулярних маніпуляцій є кардинально новим напрямком наукових досліджень. Вчені пов’язують з ним великі надії щодо забезпечення постійно зростаючих вимог людства.

Встановлено особливості i розроблено дієві системи створення генетично модифікованих цукрових буряків. Одержано певні результати щодо екологічних аспектів їх впровадження. Проте, в літературі майже відсутня інформація щодо шляхів і результатів використання трансгенних матеріалів цукрових буряків у селекції.

Розділ 2. Умови, матеріали та методика досліджень

Дослідна робота проводилась безпосередньо у відділі селекції Інституту цукрових буряків УААН та на експериментальній базі його Філіалу протягом 1998 - 2000 років. Деякі лабораторні експерименти зроблено у Plant Research Inte ational (м. Вагенiнген, Нiдерланди).

ФІЦБ розташований на Правобережжі Дніпра, у зоні центрального Лісостепу України. Рельєф поверхні ґрунту, де розміщені поля сівозмін, переважно рівнинний та слабкохвилястий. Ґрунти - темно-сірі лісові, опідзолені, вилуговані, середньо-суглинисті, середньо-гумусні чорноземи із вмістом гумусу 2,7 - 3,5% і належать до високородючих.

Метеорологічні умови вегетаційного періоду за роки проведення досліджень були задовільними для вирощування цукрових буряків.

У якості вихідного матеріалу для виконання науково-дослідних робіт використали трансгенні, стійкі до гербіциду суцільної дії глюфосинат амонію (синтетичний аналог фосфінотрицину, відомий під марками Баста, Фінал, Радикал) рослини цукрових буряків. Також використано 4 багатонасінні диплоїдні номери, добрані за комбінаційною здатністю і продуктивністю, лінії ЧС та О-типу, генетично-сумісні дикоростучі види. Значне місце у роботі посідали одержані гібриди і індивідуальні добори з них. У якості нетрансгенного контролю використали гібрид Український ЧС 70. 

Контрольовані парні схрещування здійснювали під плівковими ізоляторами у теплиці та бязевими у полі. 

Визначення стерильності ЧС-матеріалів проводили за класифікацією Ф.Оуена (1945). Збирання насіння проводили індивідуально з кожного насінника. Ступінь роздільноплідності матеріалів, визначали на кожному насіннику шляхом безпосереднього підрахунку однонасінних клубочків та розділення насіння по фракціям за кількістю плодів у клубочку.

Визначення енергії проростання та схожості насіння проводили на фільтрувальному папері та у піску по методиці контрольно-насіннєвих лабораторій. Маса 1000 плодів визначалась шляхом зважування та підрахунку їх кількості у середніх пробах у триразовій повторності.

Відбір за фенотипом фосфінотріцин-толерантних особин проведено шляхом обприскування рослин розчином препарату Баста у фазу розвитку 2-3 пар справжніх листків, відповідно до D’Halluin et al. (1992) та R.D.Hall et al. (1996).

Дослідження ефективності використання рослинами сонячної енергії проводили за допомогою фотосинтез-метра EARS-PPM, а вмісту хлорофілу у листках - за допомогою хлорофіл-метра SPAD-502. ДНК-аналіз рослин проведено відповідно до R.D.Hall et al. (1996) з використанням специфічних праймерів. Перераховані дослідження виконувались на експериментальній базі Plant Research Inte ational (Нідерланди).

Випробування буряків першого року життя на продуктивність проводились по методиці сортовипробування, яка прийнята на всіх дослідно-селекційних станціях ІЦБ. Повторність - чотирикратна, ділянки трирядкові, залікова площа - 13,5м², а розміщення   рендомізоване. 

Урожайність визначали шляхом зважування коренеплодів із усієї ділянки. Вміст цукру, калію і натрію визначали у 40-кореневих пробах методом "холодної дигестії" у поляризаційній лабораторії ФІЦБ на автоматичній лінії "Венема".

Визначення життєздатності пилку провели за методикою Г.Козубова (1965), фертильності та розміру пилкових зерен – за методикою Г.Ярмолюк та Е.Ширяєвої (1982).

Вивчення деяких біологічних особливостей рослин проведено шляхом фенологічних спостережень, аналізу і описування. Одержані експериментальні дані оброблені відповідно до Б.А.Доспєхова (1963).

Детальніший опис деяких інших методик, що використали при проведеннi досліджень, наведено у відповідних розділах роботи.

Розділ 3. Закономірності успадкування і передачі ознаки толерантності до фосфінотрицину трансгенних цукрових буряків 

З метою вивчення закономірностей успадкування генетично модифікованої ознаки ми одержали перше покоління (F₁) у результаті парних схрещувань вихідних трансгенних матеріалів із лініями багатонасінних цукрових буряків (2хММ), що є добрими за загальною комбінаційною здатністю запилювачами.