Встановлення особливостей використання генетично модифікованих фосфінотрицин-толерантних рослин цукрових буряків як вихідного матеріалу для селекційних програм. Оцінка фосфінотрицин-толерантних матеріалів. Ідентифікація трансгену методом ДНК-аналізу.
Аннотация к работе
Робота виконувалась в 1998-2000 рр. в Інституті цукрових буряків (ІЦБ) УААН та у Філіалі інституту цукрових буряків (ФІЦБ), згідно завдання 01 “Розробити генетичні, біотехнологічні та фізіолого-біохімічні технології створення нових вихідних матеріалів цукрових буряків для селекції на гетерозис, стійких до комплексу несприятливих факторів”, складового Науково-технічної програми УААН “Цукрові буряки” на 1996-2000рр (реєстраційний номер 03.04-МВ/1196). Мета дослідження полягала у встановленні особливостей використання генетично модифікованих фосфінотрицин-толерантних рослин цукрових буряків як вихідного матеріалу для селекційних програм. встановити закономірності передачі і успадкування стійкості цукрових буряків до фосфінотрицину; Для визначення основних напрямків досліджень і встановлення деяких екологічних аспектів використання фосфінотрицин-толерантних цукрових буряків провели ретельне вивчення і аналіз сучасної наукової літератури. Вперше в Україні впроваджено ДНК-аналіз, як складову селекційної програми з цукровими буряками, удосконалено метод ізоляції ДНК культури і успішно ідентифіковано трансген.Проведено аналіз наукових праць з питань генетичної модифікації цукрових буряків. Узагальнення свідчать про те, що сучасні можливості щодо штучних змін у геномі рослин шляхом молекулярних маніпуляцій є кардинально новим напрямком наукових досліджень.Дослідна робота проводилась безпосередньо у відділі селекції Інституту цукрових буряків УААН та на експериментальній базі його Філіалу протягом 1998 - 2000 років. 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.Комбінації схрещування Число рослин реципієнт: 2ХММ гібридів донор ознаки до обробітку загинуло толерантних поле теплиця поле теплиця поле теплиця шт. Так, найбільша частка стійких особин, як у польових випробуваннях, так і у теплиці, спостерігалась по комбінаціях 2 (відповідно 44,6% та 50,0%) і 8 (відповідно 45,3% та 46,7%), а найменша - по комбінаціях: 3 (відповідно 11,1% та 8,6%); 4 (відповідно 19,4% та 0,0%); 6 (відповідно 10,7% та 13,0%); 7 (відповідно 10,7% та 13,0%). Спостерігається значна різниця частки стійких особин між комбінаціями: 5 (у польових випробуваннях - 31,9% і у теплиці - 27,8%) та 6 (відповідно 10,1% та 9,6%); 7 (у польових випробуваннях - 10,7% і у теплиці - 13,0%) та 8 (відповідно 45,3% та 46,7%). У межах комбінацій, де в якості реципієнта використані матеріали запилювача гібриду Уманський ЧС 76, частка стійких особин у дослідженнях у польових умовах і в теплиці відповідно становила разом 39,8% та 27,6%; запилювача гібриду Верхняцький 038 - відповідно 26,6% і 32,1%; тоді як по комбінаціях із матеріалами запилювача гібриду Ювілейний - відповідно 13,6% та 6,8%. Іншою причиною спостережуваних відхтлень може бути часткове самозапилення рослин реципієнта через певне неспівпадання строків цвітіння компонентів схрещувань (крім комбінацій 2;5;8) і недостатню кількість утвореного пилку рослинами трансгенних вихідних матеріалів.Аналізуючи одержані результати в цілому, ми не виявили істотних розбіжностей при порівняльній оцінці деяких морфологічних властивостей фосфінотрицин-толерантних і нетрансгенних матеріалів. Цитологічними дослідженнями певна різниця встановлена по фертильності і життєздатності пилку, що може бути спричинено наявністю bar-трансгену у геномі рослин. Проте, на одержані результати може мати вплив і генотип донорів властивості.Одержані на основі вітчизняних селекційних номерів трансгенні запилювачі мають хорошу насіннєву продуктивність (97-157 гр. з рослини), а показники якості їх насіння знаходяться в межах існуючих нормативів (схожість - 91,6-97,0%; енергія - 82,2-88,8%). Важливою особливістю будь-яких матеріалів є їх стійкість до найбільш поширених і потенційно небезпечних хвороб - коренеїду, борошнистої роси, церкоспорозу, вірусної жовтяниці та гнилей коренеплодів. Проте, ряд номерів проявили хорошу стійкість до церкоспорозу (F2:1374х1391), вірусної жовтяниці (F2:1359х1327), гнилей коренеплодів (F2:1371х1387), що має важливе значення для їх подальшого використання у селекційному процесі. Результати свідчать, що найкращою врожайністю і збором цукру з гектара (335,6 ц/га і 52,4 ц/га відповідно) відзначилась комбінація 1380х1403. Та у порівнянні із груповим стандартом, матеріали проявили значно нижчу продуктивність - рівень урожайності найкращої комбінації становить 87,2%, а збір цукру - 84,0%.На о