Генетический анализ и селекционное использование признаков состава жировых кислот и токоферолов в семенах подсолнечника

• Автор: Демурин, Яков Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ КАЧЕСТВА МАСЛА
(обзор литературы)
1.1 Краткий исторический аспект
1.2 Биохимия жирных кислот
1.3 Генетика жирных кислот у подсолнечника
1.4 Биохимия токоферолов
1.5 Г енетика токоферолов у растений
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТАВА ЖИРНЫХ КИСЛОТ
3.1 Гибридологический анализ признака высокоолеиновости
3.1.1 Результаты предварительного этапа
3.1.2 Результаты международной программы
3.1.3 Наследование признаков повышенного и
пониженного содержания олеиновой кислоты
3.2 Цитогенетика мутации
3.3 Гистология высокоолеиновых семян
3.4 Онтогенетическая изменчивость состава жирных кислот
3.5 Гипотетические механизмы генетического блока в реакции десатурации олеиновой кислоты в линолевую
4. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТАВА ТОКОФЕРОЛОВ
4.1 Исходное фенотипическое варьирование
4.2 Обнаружение мутаций и установление генов
4.3 Идентификация генов и определение их взаимодействия
4.4 Частота встречаемости мутантных аллелей
4.5 Тест на сцепление с другими генами

4.6 Экспрессивность мутаций фИ1 и 1рк2
4.6.1 Модификационная изменчивость
4.6.2 Онтогенетическая изменчивость
4.6.3 Влияние генотипической среды
4.7 Гипотетическая схема генетических блоков в
биосинтезе токоферолов
5. СЕЛЕКЦИОННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУТАЦИЙ фЫ, 1рИ2 и
5.1 Метод ускоренного получения аналогов линий
5.2 Создание межлинейного гибрида подсолнечника
Краснодарский
5.3 Оценка окислительной стабильности масел с генетически изменённым составом жирных кислот и токоферолов
ВЫВОДЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
В последние годы наблюдается принципиально новый этап в селекции растений на качество масла, заключающийся в преодолении межвидовых барьеров в наследственной изменчивости по составу жирных кислот семян и создании планируемых типов масел методами генной инженерии.
Прогрессивное развитие работ в этом направлении определяется тремя главными причинами - потребностью перехода на экологически чистые и энергосберегающие технологии в области получения нужного спектра пищевых, лекарственных и технических масел за счёт преобразования механизмов биосинтеза в растении, а не за счёт технологических процессов; крупными достижениями в липидологии, включая биохимию и медицину, открывших важную роль липидов в жизни растений, животных и человека; и, наконец, практическими успехами молекулярной биологии в целенаправленной модификации запасных жиров.
Качество масла, т.е. его пищевые, биологические и технологические свойства, зависит от состава и молекулярного положения жирных кислот, а также от наличия различных жирорастворимых сопутствующих компонентов, таких, как токоферолы, стеролы, пигменты и др.
Селекция растений на улучшение качества масла заключается в создании сортов и гибридов с новым типом масла, определяемым характером его использования. При этом возможен отбор генотипов как на экстремальные проявления признака, т.е. минимум или максимум, так и на оптимальное содержание определённого вещества или группы веществ. Очевидно, что для каждого типа масла существуют индивидуальные параметры качества.
В отличие от селекции на увеличение урожая, когда признаки продуктивности и устойчивости к болезням, вредителям и абиотическим стрессам реализуются в поле при уборке, селекция на улучшение качества ведётся с т.н. "сквозными " признаками химического состава биомассы, формирующимися в растении и переходящими в предметы и продукты технологической переработки.

- 40 образцов мировой коллекции ВИР различного таксономического положения (Анащенко A.B., 1978) и географического происхождения (приложение 1).
Кроме того, использовали 11 видов дикорастущего подсолнечника коллекции Института полевых и овощных культур, Нови Сад, Югославия :
- Helianthus annuus L. (2n=34), H. petiolaris (2n=34), H. giganteus (2n=34), H. agrophyllus (2n=34), H. debilis (2n=34), H. praecox (2n=34), H. maximiliani (2n=34),
H. nuttallii (2n=34), H. grosseserratus (2n=34), H. rigidus (2n=102) и H. tuberosus (2n=102).
Опыты проводились в 1982-1997 гг. на центральной экспериментальной базе ВНИИМК, Краснодар, в условиях континентального климата на выщелоченных слабогумусных сверхмощных чернозёмах; в 1993-1997 гг. - в Институте полевых и овощных культур, а также аграрном и технологическом факультетах университета г. Нови Сад, Югославия и в 1994 г. - в фирме UNILEVER, Будапешт, Венгрия.
Генетика. Принудительное самоопыление и гибридизацию подсолнечника осуществляли общепринятым методом (Гундаев А.И., 1971). Кроме ручной кастрации для получения материнских форм при скрещивании использовали ЦМС. Пергаментные изоляторы после окончания цветения частично разрывали для уменьшения влияния неблагоприятного микроклимата на созревание семян.
Ежегодно вели работу с тремя, часто последовательными, генерациями -одной- в полевых условиях, летом, и двумя- в осенне-весенний период в грунтовых теплицах и камерах фитотрона с использованием фотостимуляции рассады (Клюка В.И. и др., 1980).
В случае необходимости, период покоя семян преодолевали путём проращивания недозрелых двухнедельных зародышей семян сначала на фильтровальной бумаге, а затем в стаканчиках с почвенно-песчанной смесью, или 16 часовой обработкой свежеубранных семянок после подсушивания водным раствором кампозана в концентрации 50 мг/л (Рамазанова И.Г., 1986).