Способ оценки реализации геномов в полиплоидных пшеницахПатент на изобретение №: 2101931 Автор: Романов Б.В. Патентообладатель: Научно-производственное объединение "Дон" Дата публикации: 20 Января, 1998 Адрес для переписки: подача заявки14.02.1993 публикация патента20.01.1998 Изображения    Использование: изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам генетико-селекционных исследований. Сущность: согласно заявленному способу, растения различного количественного геномного состава выращивают в одинаковых условиях, анализируют количественные признаки, сравнивают результаты анализа и оценивают реализацию генома, при этом в качестве растений различного количественного геномного состава используют естественные полиплоидные пшеницы и их соответствующие гомологи. 4 ил. , , , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам генетико-селекционных исследований. Известен способ вклада генома в сложный количественный признак, включающий исследование содержания ядерного ДНК у синтезированных тетраплоидных форм и исходных диплоидных родительских форм, а в качестве оценки вклада генома используют сравнительные данные между фактическим значением признака в синтезированном амфиплоиде и теоретически рассчитанным, исходя из суммарного признака диплоидных источников геномов (РЖ. Генетика и селекция возделывания растений, 1986, 12.65,12, с.3). Недостатком данного способа является высокая трудоемкость, необходимость соответствующего оборудования и длительность процесса, связанная с получением тетраплоидных форм. Известен способ оценки вклада генома, включающий исследование методом двумерного электрофореза белков проростков амфидиплоида и родительских форм, и использование в качестве оценки значение признака в амдиплоиде к теоретически рассчитанному, исходя из суммарного признака родительских форм (РЖ. Генетика и селекция возделывания растений, 1988, 2.65.86, с.14). Недостатком данного способа является высокая трудоемкость, необходимость соответствующего оборудования и длительность процесса, связанная с получением амфидиплоида. Известен способ оценки вклада генома, включающий выращивание полиплоидных растений пшеницы разного количественного и качественного состава и их диплоидных сородичей источников исходных геномов, определение площади флагового листа и использование в качестве оценки фактического значения признака в полиплоиде к теоретически рассчитанному, исходя из суммарного признака диплоидных сородичей источников исходных геномов (С.Е.Дунаев, Р.Л.Богуславский, М.И.Зеленский. Сравнительная характеристика видов пшеницы по морфологии листа и содержанию хлорофилла в условиях Дагестана и Ленинградской области. В кн. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, 1989, т.127, с. 115-122). Недостатком данного способа является необходимость выращивания наряду с полиплоидными видами их диплоидных сородичей источников исходных геномов. Известен способ оценки вклада генома в сложный количественный признак пшеницы, включающий выделение из мягкой пшеницы T.aestivum ее тетраформы и использование в качестве оценки сравнительного анализа массы 1000 семян T. aestivum AuBD и ее тетраформы AuB (В.Г.Конаров, Н.К.Губарева, И.П.Гаврилюк, В. Бушук. Идентификация генома D у пшениц по глиакину. Вестник с/х науки, 1972, N 7, с.108-114) ближайший аналог. Недостатком аналога является трудность получения тетраформы, которая сопряжена со скрещиванием и бакроссированием до 7-8 поколения, кроме того, в результате плохой всхожести и слабой жизнеспособности очень трудно получить семена тетраформ. В качестве исследуемых образцов используют естественные полиплоидные растения и их соответствующие гомологи. Задача изобретения снизить трудоемкость оценки реализации геномов в количественных признаках полиплоидных растений. При заявляемом способе исключается использование диплоидных сородичей носителей исходных геномов, одновременное выращивание которых увеличивает размеры опыта. Исключается также трудоемкий процесс, связанный с получением тетраформ или синтезом амфиплоидов, т.к. используются естественные полиплоидные видообразцы и их соответствующие гомологи. Семена полиплоидных видообразцов разного количественного геномного состава, связанные между собой филогенетическим родством, и семена их гомологов, аналогичным образом связанные филогенетическим родством, высевают одновременно в сосуды, имеющие одинаковый объем. Растения выращивают до полной спелости. Затем их вымывают из сосудов и высушивают до воздушно-сухого состояния. Определяют количественные признаки (зерновую продуктивность, число корешков корневой системы или другие признаки). И по разнице этих признаков оценивают реализацию генома. Суть изобретения основывается на обнаруженной дискретности формирования количественного признака в филогенезе пшеницы. Отмечено, что увеличение количественного признака по мере усложнения геномного состава растения носит определенный квантированный характер, т. е. количеству геномов в генотипе аллополиплоида соответствует точно такое же количество фенов или квантов в его фенотипе. Конечно, при условии реализации в фенотипе свойств всех геномов. Следовательно, свойства геномов диплоидных видов являются своего рода "кирпичиками", из которых складывается более сложный признак полиплоидного организма, имеющего в своем составе уже несколько таких геномов ("кирпичиков"). Таким образом, опираясь на геномообусловленную дискретность и закон гомологических рядов наследственной изменчивости, можно существенно упростить оценку вклада генома в тот или иной количественный признак пшеницы. Для этого, например, достаточно провести сравнительный феногенетический анализ признаков двух- и трехгеномных видообразцов, связанных филогенетическим родством между собой и с соответствующими гомологами, одновременно. При реализации свойств всех геномов в фенотипе сравниваемых видообразцов, различие между двух- и трехгеномными образцами должно быть в пределах 1/3 признака, поскольку признак первого состоит из двух "кирпичиков", а второго из трех. Различия же между гомологами практически не должны быть или они будут минимальными. То есть согласно формуле: где ЧФ число фенов (квантов), характеризующих сложный количественный признак. Допустим, в гексаплоиде AbGD не проявляются свойства одного из трех геномов. Это можно проконтролировать сразу с двух позиций: во-первых, у него соответствующий признак будет на уровне такового тетраплоидного видообразца AbG, во-вторых, он будет на 1/3 ниже, чем у его гомолога AuBD. Если ранее был четко установлен уровень фенности признака одного из сравниваемых полиплоидных видообразцов, то можно оценить вклад генома, используя один из подходов: филогенетическое родство или гомологию. Однако результаты, полученные в связке, все-таки более надежны потому, что есть возможность двойного контроля. В зависимости от того, какой признак исследуем, вероятно, методики несколько будут различаться. Например, для характеристики продукционных свойств необходимо задать спектр питания или сравнивать на оптимальном варианте, тогда как для характеристики корешковости корневой системы уровень минерального питания не играет такой существенной роли. Но в то же время во всех исследованиях принцип того, что необходимо сравнивать одновозрастные растения, выращенные в одинаковых условиях, неизменно должен соблюдаться. Пример 1 Многие авторы, в том числе и Н.В.Вавилов, указывали, что T.persicum VavAuB имеет вторичное происхождение, т.е. является природной тетраформой AuB, выщепившейся в свое время из T.aestivum L. AuBD (Культурная флора СССР. Т. Пшеница. / Под ред. чл.-корр. ВАСХНИЛ В.Ф.Дорофеева, О.Н.Коровина. Л. Колос, Ленинградское отделение, 1979, с.182-183). С другой стороны, считается, что T.aestivum возник при спонтанной гибридизации T.persicum AuB с Ac. tauschii Goss. D (Пшеницы мира. Видовой состав, достижения селекции, современные проблемы и исходный материал. / Под ред. В.Ф.Дорофеева. Л. ВО Агропромиздат, Ленинградское отделение 1987, с.14-18). Следовательно, в любом случае T. aestivum связан филогенетическим родством с T.persicum. То есть  . Отсюда, основываясь на филогенетическом родстве данных видов, нами проведен сравнительный анализ их продуктивности. В качестве объектов исследования использовали образцы T.persicum 17583 и T.aestivum сорт Московская 35. Растения выращивали в вегетационном домике с полиэтиленовым покрытием в сосудах емкостью 8 кг на почвенно-песчаном /1:6/ субстрате на соответствующих уровнях азотного питания, позволяющих наиболее полно выявлять потенциальные продукционные свойства исследуемых видообразцов. Растения выращивали строго по 5 шт. в сосуде. Повторность трехкратная. Обработка данных по Б.А.Доспехову (1985) (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М. Агропромиздат, 1985, 351 с.). Как показано на фиг.1. А, Б, T.aestivum по уровням минерального питания и по средней средневариантной продуктивности на 1/3 превосходит T.persicum. Следовательно, продуктивность T. persicum складывается из двух фенов, а T. aestivum из трех, т.е. налицо реализация в фенотипе первого продукционных свойств обоих геномов, а у последнего всего трех. Это подтверждено и по данным расширенного опыта, в котором использовались по три образца как мягкой пшеницы, так и T.persicum (фиг.2 А, Б). Таким образом, вклад генома в количественный признак, каковым является продуктивность, оценен. Пример 2 Он логически связан с первым. В данном случае провели сравнительный феногенетический анализ продуктивности видов-гомологов: T.persicum AuB, T.aestivum AuBD, с одной стороны, и T.militinae AbG, T.miguschovae AbGD, с другой (Пшеницы мира, 1987), опираясь на закон гомологических рядов наследственной изменчивости как теоретическую основу фенетики популяций (Яблоков, 1989). Методика исследования аналогичная, что и в примере 1, за исключением того, что сравнительный анализ проведен на оптимальном варианте минерального питания. На оптимальных уровнях минерального питания межгеномные различия наиболее ярко выражены, что нам и требуется для сравнения (см. пример 1. Гамзикова О.Н. Удачин Р.А. и др. Реакция пшеницы на уровень азотного питания в эволюционном аспекте. С-х биология. 1986 N 3, с.53-56). В качестве объектов исследования взяли те же образцы T.persicum 17583 и T.aestivum сорт Московская 35 и соответствующие гомологи T.militinae 46007 и T.miguschovae 57361. Первые в настоящем примере служат своего рода маркерами для выявления уровня "фенности" признака у гомологов. На фоне продуктивности тетраплоида T.persicum урожай T.aestivum, безусловно, трехфенный. Однако продуктивность T.miguschovae практически равна таковой T. militinae. Различия в урожайности между ними статистически недостоверны. Таким образом, в фенотипе гексаплоида T.miguschovae мы наблюдаем реализацию продукционных свойств только двух геномов, а не трех, как следовало бы ожидать, исходя из трехгеномной его природы. Следовательно, T.miguschovae неполный гомолог T.aestivum. Однако согласно закону гомологических рядов наследственной изменчивости, вполне логично ожидать получение по данной филогенетической ветви пшеницы полного гомолога последнего, т.е. такой формы (вида), которая обладала бы трехфенной продуктивностью, поскольку в фенотипе T.miguschovae не проявляются свойства одного из трех геномов. Пример 3 Оценку вклада генома в количественный признак можно провести и по другим (количественным) признакам. Роль корневой системы в формировании продуктивности растения общеизвестна. Параллельно исследованию продуктивности мы изучали число корешков корневой системы на тех же образцах, включая как первичные, так и вторичные корни. Опыты проводили на специально подготовленных грядках, в которые добавляли песок, чтобы легче было извлекать растения. Зерновки каждого видообразца высевали одновременно, каждую индивидуально, в рядки на расстояние 10-15 см друг от друга и 20-25 см между рядками. В цветение, когда число корешков стабилизировалось и рост корневой системы фактически прекратился, мы осторожно подкапывали растения на глубину 10-15 см, аккуратно подрезали корни, отмывали, подсчитывали число корешков, приходящиеся на одно растение. Проанализировано не менее 25 растений каждого видообразца. Следует отметить, что в данном примере мы еще более упростили способ оценки. Так, из гистограмм, представленных на фиг.4, видно, что у T.aestivum на 1/3 больше корешков, чем у T.persicum, т.е. двухгеномный тетраплоид, как и следовало ожидать, обладает двухфенной корешконосностью, а гексаплоид - трехфенной. Аналогичная картина наблюдается между этими видами и по площади флагового листа по данным сотрудников ВИР (Дунаева, Богуславский, Зеленский, 1969) (с. аналог). Взаимосвязь между развитием корневой системы и надземных органов также не требует доказательств. Теперь, зная трехфазный уровень продуктивности и корешковости T.aestivum, мы провели сравнительный анализ только гексаплоидных представителей и установили, что и по корешковости T.miguschovae 1/3 отстает от T.aestivum. Следовательно, вывод о том, что в фенотипе первого не реализуются свойства одного из трех геномов, сделанный из сравнительного анализа продукционных свойств этих гомологов, подтверждается. Таким образом, мы оценили, что вклада одного из трех геномов в количественные признаки T.miguschovae не происходит. В целом из вышепредставленных примеров следует, что мы существенно упростили способ оценки вклада генома в количественный признак пшеницы.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ оценки реализации геномов в полиплоидных пшеницах, включающий выращивание в одинаковых условиях растений различного количественного геномного состава, анализ количественных признаков выращенных растений и последующее сравнение результатов анализа, по которым оценивают реализацию генома, отличающийся тем, что в качестве растений различного количественного геномного состава используют естественные полиплоидные пшеницы и их соответствующие гомологи.Популярные патенты: 2091023 Способ защиты растений от заболеваний, вызванных нематодами ... с заболеваниями, вызываемыми паразитическими нематодами у растений и животных. С 40-х гг. стали доступными многие химикаты, активные против нематод, паразитирующих на растениях. Они часто проявляли нежелательные токсические воздействия; например, фумигант дибромхлорпропан был снят с продажи в 1977 г. так как он вызывал бесплодие у работающих. Во время 60-х гг. нематоциды фумигантного типа были вытеснены гранулированными системными нематоцидами. Они использовались с тех пор, типичным соединением являлся оксамил. Эти соединения являлись главным образом производными оксикарбаматов и органофосфатов, и из-за их токсичности они использовались под жестким контролем. Следовательно, было бы ... 2492650 Микроэмульсионная бактерицидная композиция ... бактерицидной композиции, включают, помимо прочих, следующие: аскорбиновая кислота, бензойная кислота, бензимидазол, лимонная кислота, 1H-бензотриазол, 1-гидрокси-1H-бензотриазол, фосфат, фосфоновая кислота, пиридин и бензоат натрия. При необходимости могут быть использованы также и другие общеизвестные ингибиторы коррозии.Примеры подходящих красителей, которые могут быть использованы в микроэмульсионной бактерицидной композиции, включают, помимо прочих, следующие: Синий 1 (Синий блестящий FCF), если требуется голубоватый цвет, D&C Зеленый 5, D&C Зеленый 6, и D&C Зеленый 8, если требуется зеленоватый цвет, Желтый 5, если требуется желтоватый цвет, ... 2492633 Устройство для автоматического полива ... жидкости в точку полива, расположенную выше уровня свободной поверхности питающей жидкости.Другой недостаток данного аналога заключается в том, что в нем необходимо иметь достаточно малый размер просвета канальца капельницы, который быстро засоряется отложениями солей из поливной жидкости. В этом случае установка становится неработоспособной.Известно устройство для полива растений (патент РФ 2081559, МКИ A01G 27/00, публ. 20.06.1997). Устройство содержит резервуар питающей жидкости с капельницей и накопитель дозы с отводящей трубкой, размещенный под капельницей, в резервуаре питающей жидкости установлена воздушная камера, причем воздушная камера имеет сообщение с резервуаром ... 2049387 Инкубатор индивидуального пользования ... С, в которой провод скреплен с пружиной 7, перемещается вправо. Перемещение подвижной точки С передается к входу приспособления 6 для переворачивания яиц, что показано на фиг.2 двойной линией между нагревателем 2 и приспособлением 6, обозначающей их кинематическую связь. Таким образом, каждый час один раз производится автоматическое переворачивание яиц. Отметим, что подача в нагреватель 2 тока, по крайней мере на порядок превышающего среднее значение тока, соответствующего температуре инкубации, не нарушает теплового режима инкубации, температура 37,7оС продолжает поддерживаться с необходимой точностью (0,5оС), так как длительность посылки сигнала устройством (около 10 с) мала, в ... 2282965 Разбрасыватель минеральных удобрений ... угловые деления, а на пальцы 19 надеты зафиксированные от поворота, например, лыской на пальце указательные стрелки 21, ответные угловым делением панели.Патрубок формирователя потока 2 обеспечен набором сменных насадок 22, различающихся формой и размерами проходных сечений, отвечающих выбранным технологиям внесения, дозирования и видам удобрении.Кронштейн 1 закрепляется на сошнике сеялки так, чтобы при рабочей позиции сошника хвостовик 5 занимал вертикальное положение.При регулировке разбрасывателя используются данные (таблицы) о параметрах разброса гранулированных удобрений в зависимости от их видов и углов наклона граней двугранного клина, притом и при асимметричном положении ... |
Еще из этого раздела: 2420945 Гидравлическая система сельхозмашины 2413409 Способ и устройство для уплотнения убранной массы для получения силоса 2005344 Способ облучения живых организмов или растений 2271095 Многофункциональное устройство 2215407 Способ создания исходного материала для селекции растений 2500104 Способ приготовления препарата костной ткани и набор для его осуществления 2234219 Композиция для отпугивания паразитов 2440721 Способ определения вредоносности насекомых комплекса "гнус" для крупного рогатого скота 2059362 Установка для выращивания мидий 2294617 Устройство для отрезания и погрузки силоса и сенажа |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||