Белковые маркеры сортов и гибридов огурца и перспективы их использования в селекции и семеноводстве

• Автор: Смирнова, Екатерина Вячеславовна
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 84 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Обзор литературы
1.1. Современные направления и проблемы в селекции
и семеноводстве огурца
1.2. Использование белковых маркеров в решении
проблем селекции, семеноводства и семенного контроля
2. Объекты, методика и условия проведения исследований
2.1. Объекты
2.2. Методика лабораторных и полевых исследований
2.3. Погодные условия проведения исследований
3. Результаты
3.1. Компонентный состав белков семян огурца,
выявляемый методом электрофореза
3.2. Электрофоретические спектры белков сортов огурца
3.3. Электрофоретические спектры;4ёлкор ТЙ'бридов огурца
3.4. Сравнение типов спектров белков у гибридов и их родительских форм
3.5. Хозяйственно-биологические признаки растений гибрида Варяг с различными типами электрофоретических спектров
4. Обсуждение результатов
4.1. Сортовая специфичность белков семян и ее использование в идентификации и регистрации сортов и
гибридов
4.2. Перспективы использования гетерогенности и полиморфизма белков в селекции огурца на
хозяйственно ценные признаки
Выводы
Практические рекомендации
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Огурец является одной из ведущих овощных культур в мире. Высокая урожайность, приятный вкус, диетические свойства плодов делают его популярным продуктом питания во многих странах мира. Коллекция Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени
Н.И.Вавилова, в которой представлено мировое разнообразие огурца, насчитывает около 4000 тысяч сортов и гибридов. В России в настоящее время районировано 148 сортов и гибридов огурца. Интенсивная селекционная работа с этой культурой проводится в различных научных учреждениях России, стран Европы и Северной Америки.
Наряду с сортами - популяциями в сортименте огурца широко представлены гетерозисные гибриды первого поколения. Их число неуклонно возрастает из года в год. Так в 1980 г. доля гибридов первого поколения в районированном сортименте составляла 20% а в 1999 г. - уже 62%. В защищенном грунте, где получают около 90% валовой продукции огурца, выращивают только высокопродуктивные гетерозисные гибриды. Таким образом, использование гетерозиса стало ведущим методом селекции огурца.
В настоящее время назрела необходимость в разработке экспресс-методов паспортизации генетических ресурсов огурца и сортовой идентификации этой культуры. Метод белковых маркеров, разработанный во ВНИИР им.Н.И.Вавилова (Конарев и др., 1983), дает возможность на основе электрофореза запасных белков семян записать эталонную форму спектра, характерную для той или иной сельскохозяйственной культуры, выявить различия между сортами и предложить способ их регистрации. Метод белковых маркеров в настоящее время используется в сортовой регистрации и идентификации кукурузы, пшеницы, ячменя, гороха, райграса и др. В семеноводстве и семенном контроле с помощью белковых маркеров осуществляют маркирование самоопыленных линий и определение степени гибридности семян при получении семян кукурузы, белокачанной капусты и ряда других культур.

Предшествующими работами по изучению запасных белков семян тыквенных культур (Ремизова, 1976; Дегтяренко, Кононков, Одинцова, 1986; Дегтяренко, 1990) выявлена возможность применения метода белковых маркеров для представителей семейства СисигЬИасеае. Было предложено использовать для идентификации генотипов тыквенных культур водорастворимую фракцию белков при электрофорезе в кислой А1 лактатной системе. Однако до сих пор не получено практических результатов - записи белковых формул сортов и гибридов огурца и доступного для семеноводов экспресс-метода их определения.
Целью настоящего исследования было установить возможность и условия применения метода электрофореза запасных белков семян для регистрации и идентификации сортов и гибридов огурца; получить белковые формулы наиболее распространенных сортов и гибридов для нужд селекции и семеноводства.
Для этого были изучены следующие вопросы:
- сравнение способов экстрагирования белков при их подготовке для проведения электрофореза;
- выявление белковой формулы культуры огурца при сравнении со стандартной соевой шкалой;
- установление черт сходства - различия электрофоретических спектров сортов и гибридов огурца, запись их белковых формул;
- исследование изменчивости морфологических признаков у гибридов огурца, для которых характерно наличие нескольких типов электрофоретических спектров.
В результате выявлена пригодность метода электрофореза белков семян огурца для сортовой идентификации и регистрации генетических ресурсов этой культуры и определены белковые формулы сортов Муромский 36, Декан, Пирра, Паркие, Марал, Умелец, Ардиола, Хитрец, Изящный, Дин-зо-сн и гибридов Буран, Буран-экстра, Ампир, Опал, Варяг, Либелле, Родничок, Зозуля, Майский, Тополек, Лада, Бидретта и дикорастущего огурца Нагбмч-екп Иоу1.

на 3-5°С. Май 1999 г. был аномально холодным. Понижение температуры воздуха до -4 - -6°С наблюдали в I и II декаде мая. Летний период был очень жарким (табл. 2.1). Средние декадные температуры июня, июля и августа превышали норму на 5-8°С. В июне и июле температура воздуха в дневные часы часто поднималась до 28-32°С. Влажность воздуха в июне составляла 58-62%, в июле - 59-73%. Летний период был не только жарким, но и засушливым. Сумма осадков была меньше средней многолетней в мае - в 2 раза, июне - в 2 раза, июле - в 6 раз, в августе - в 2,5 раза, в сентябре - в 5 раз (табл. 2.2) Гидротермический коэффициент в летние месяцы колебался от 0,18 до 0,79, что свидетельствует о крайне недостаточных условиях увлажнения.
Анализ метеорологических данных вегетационного периода 1999 г. свидетельствует о том, что температурный режим благоприятствовал успешному росту и развитию огурца, однако получение урожая было возможно только при обильном поливе.
Таблица
Средние декадные температуры воздуха в 1999 г. по данным Пушкинской метеостанции, град
Годы Дека ды Месяцы
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1999 1 -6,1 -14,5 -4,0 3,3 2,4 17,7 19,9 17,8 16,5 11,6
2 -4,0 -6,0 -2,9 9,8 4,9 21,0 22,5 14,8 9,8 4,5
3 -7,5 -8,9 -1Д 7,8 8,0 20,6 20,1 15,5 12,1 6,7
Среднее много- летнее 1 -7,7 -8,7 -6,7 0,2 7,4 12,6 16,3 16,0 11,6 6,1 0,3 -4
2 -8,1 -8,6 -4,5 2,6 9,3 13,9 17,8 14,9 9,8 4,0 -1,3 -6
3 -8,5 -8,1 -2,4 5,1 11,0 15,4 16,8 13,4 8,0 2,1 -3,0 -7
Таблица
Сумма осадков по данным Пушкинской метеостанции, мм
Годы Месяцы Сумма за год
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1999 50 13 11 14 21 37 11 38 11 58
Среднее много- летнее 34 27 27 35 45 66 66 82 60 50