Аспекты применения методов биотехнологии в селекции ярового рапса (Brassica napus L.)
Исследование влияния экзогенных и эндогенных факторов на индукцию гаплоидных регенерантов из неоплодотворенных семязачатков и формирование реституционных линий ярового рапса. Разработка способа получения нового исходного материала ярового рапса.
Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.06.2018 |
Размер файла | 147,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
На правах рукописи
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ БИОТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОГО РАПСА (BRASSICA NAPUS L.)
06.01.05 - Селекция и семеноводство
Котлярова Екатерина Борисовна
Рамонь 2007
Диссертационная работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт рапса»
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук Подвигина Ольга Анатольевна
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Буторина Анастасия Константиновна
доктор сельскохозяйственных наук Ошевнев Валерий Павлович
Ведущая организация - ФГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. В.С. Пустовойта» РАСХН
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
Ученый секретарь
диссертационного совета, к. с.-х. н. Путилина Л.Н.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Рапс яровой (Brassica napus L.) - ценная масличная и кормовая культура, хорошо приспособленная к умеренному климату. В России рапс является одной из перспективных масличных культур, увеличение объемов производства семян которой позволит полнее обеспечить население растительным маслом, животноводство - кормовым белком, а промышленность - сырьем (Карпачев, 2006).
Создание новых сортов рапса, соответствующих требованиям современного производства, во многом зависит от разнообразия исходного материала, который можно создавать с помощью методов биотехнологии. Одним из них является метод получения гаплоидов из репродуктивных клеток в условиях in vitro, ускоряющий процесс формирования гомозиготных линий по сравнению с традиционными методами селекции в 5-10 раз. У ярового рапса достаточно подробно разработан метод культуры изолированных пыльников. Однако, в гетерозисной селекции на основе цитоплазматической мужской стерильности необходимо сохранение материнской цитоплазмы, что возможно только с помощью культивирования in vitro неоплодотворённых семязачатков. Кроме того, растения, полученные данным методом, свободны от некоторых вирусов и нежелательных генов, передающихся по мужской линии. Сведений о получении гаплоидных растений в культуре неоплодотворённых семязачатков ярового рапса в доступной нам литературе не выявлено. яровой рапс реституционный
Метод культуры незрелых зародышей дает возможность получать отдаленные гибриды, что играет немаловажную роль в селекции рапса, так как перенос ценных генов из других видов и родов Brassicaceae расширяет его генетический потенциал, который отличается крайней узостью.
В связи с этим в селекции рапса применение биотехнологических методов, в том числе эмбриокультуры и гаплоидии, позволяющих расширить генетический потенциал и ускорить создание новых сортов и гибридов, является актуальным.
Цель исследований - обосновать приемы культивирования in vitro неоплодотворённых семязачатков и незрелых зародышей в процессе создания нового исходного материала ярового рапса.
Задачи исследований:
1. Изучить влияние экзогенных и эндогенных факторов на индукцию гаплоидных регенерантов из неоплодотворённых семязачатков и формирование реституционных линий ярового рапса.
2. Разработать способ получения нового исходного материала ярового рапса, в том числе восстановителей фертильности, с использованием метода культуры неоплодотворённых семязачатков.
3. Изучить влияние направления скрещиваний (генотипа материнской и отцовской формы) и условий культивирования на развитие зародышей отдаленных гибридов в условиях in vitro.
4. Выявить ценные и хозяйственно-полезные признаки полученных реституционных линий и гибридных растений.
Научная новизна. Впервые установлено, что при культивировании неоплодотворенных семязачатков ярового рапса тотипотентность клеток каллуса различается, и реализация морфогенеза происходит по пути гистогенеза и органогенеза, приводящего к формированию ростовых почек и корней. В культуре незрелых зародышей морфогенез осуществляется через прямую регенерацию, ведущую к формированию ростовых побегов. Данные наблюдения имеют теоретическое значение, так как расширяют научные представления о регуляции ростовых процессов у растений рапса при воздействии стрессовых условий культуры in vitro.
Впервые разработан метод получения гомозиготных линий рапса путем индуцирования гаплоидии в культуре неоплодотворенных семязачатков in vitro, позволяющий установить влияние эндо- и экзогенных факторов на индукцию гаплоидии, определить оптимальные стадии развития эксплантов, выявить состав и последовательность чередования питательных сред на этапах стабилизации и микроразмножения гаплоидных и реституционных линий ярового рапса. Установленные параметры культивирования неоплодотворенных семязачатков ярового рапса in vitro дали возможность впервые разработать способ, позволяющий ускоренно (в 5-10 раз) получать исходный материал для гетерозисной селекции, на который подана заявка на патент «Способ получения восстановителей фертильности ярового рапса».
Впервые модифицирован состав питательной среды для получения гибридов от межвидовых и межродовых скрещиваний путем прямой регенерации из незрелых зародышей в условиях in vitro. Установлен оптимальный срок введения зародышей изучаемых отдалённых гибридов семейства Brassicaceae в культуру. Использование метода эмбриокультуры позволило получить межродовые гибриды между рапсом яровым и горчицей белой при использовании последней в качестве опылителя, что представляет определенный теоретический интерес для отдаленной гибридизации рапса.
Практическая значимость результатов исследований. С помощью культуры неоплодотворенных семязачатков получено 5 реституционных линий ярового рапса, которые были переданы в лабораторию селекции рапса ВНИПТИР и включены в её научно-исследовательскую работу.
Данные линии представляют ценность для использования в гетерозисной селекции в качестве восстановителей фертильности и как перспективный исходный материал для селекции ярового рапса на скороспелость, качество семян и масла, устойчивость к полеганию и другие признаки.
Полученный в ходе применения эмбриокультуры гибридный материал может использоваться в практической селекции и дальнейших фундаментальных и прикладных исследованиях. Среди полученных гибридов выявлены образцы, устойчивые к тле и с желтой семенной оболочкой.
Разработанные в процессе исследований методические подходы могут использоваться в учебных программах по биологии и селекции в высших и средних учебных заведениях и в различных областях биотехнологии.
Апробация работы. Основные положения исследовательской работы доложены и обсуждены на школах-семинарах молодых учёных Липецкой области: «Актуальные проблемы современной науки» (Липецк, 2004), «Актуальные проблемы естественных наук и их преподавания» (Липецк, 2005, 2006); III и IV Международных конференциях молодых учёных и специалистов «Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур» (Краснодар, 2005, 2007), школе молодых учёных «Экологическая генетика культурных растений» (Краснодар, 2005), Международной научно-практической конференции «Рапс - культура XXI века: аспекты использования на продовольственные, кормовые и энергетические цели» (Липецк, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы преподавания молекулярной биологии, биотехнологии и вирусологии в высших педагогических учебных заведениях» (Орехово-Зуево, 2006), I (IХ) Международной конференции молодых ботаников (Санкт-Петербург, 2006), Международной научной конференции «Проблемы биологии, экологии и образования: история и современность» (Санкт-Петербург, 2006), IX Международной научно-практи-ческой экологической конференции «Современные проблемы популяционной экологии» (Белгород, 2006), на межвузовских научных конференциях преподавателей, аспирантов и студентов (Липецк, 2003 - 2006 гг.) и заседаниях Учёного совета ГНУ ВНИПТИР (Липецк, 2004 - 2007 гг.).
На защиту выносятся следующие положения:
1. Экспериментальное обоснование влияния эндогенных и экзогенных факторов на индукцию гаплоидии в культуре неоплодотворенных семязачатков в условиях in vitro, позволяющее ускоренно получать новый исходный материал ярового рапса.
2. Способ создания реституционных линий рапса, основанный на индукции гаплоидии из неоплодотворенных семязачатков, стабилизации, микроразмножении и диплоидизации полученных регенерантов.
3. Параметры эмбриокультуры, заключающиеся в определении влияния направления скрещиваний и оптимизации условий культивирования зародышей отдаленных гибридов.
4. Ценные признаки полученных гибридных растений и реституционных линий.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 128 страницах и состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций для практического использования. Работа иллюстрирована 53 рисунками, включая фотоснимки, и содержит 19 таблиц. Библиография включает 222 литературных источника, из которых 135 на иностранных языках.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, кроме того, 3 работы находятся в печати.
Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам лаборатории биотехнологии ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова».
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материал, методика и условия проведения опытов
Исходный материал. Настоящая работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте рапса (г. Липецк) в 2003 - 2006 гг. в рамках тематических планов 04.03.04.01.03 «Создать исходный материал для гетерозисной селекции на основе ЦМС с применением метода культуры неоплодотворенных семязачатков рапса» и 04.03.04.01.04 «Создать новый исходный материал от межвидовых и межродовых скрещиваний растений семейства Brassicaceae методом эмбриокультуры». Цитоэмбриологические исследования проводились в лабораторных условиях отдела биотехнологии Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свёклы и сахара им. А.Л. Мазлумова (п. Рамонь, Воронежской области).
В качестве исходного материала для индуцирования гаплоидии использовались сорта ярового рапса (Ратник, Липецкий, Hanna, Galaxy), полученные на их основе самоопылённые линии на стерильной цитоплазме и гибриды с генами восстановления фертильности.
С целью получения отдаленных гибридов в полевых и тепличных условиях проводили реципрокные межвидовые скрещивания рапса (Brassica napus L., 2n=38, F5 (Харьковская 6 Hanna)) с горчицей сарептской (B. juncea (L.) Сzern., 2n=36, сорт ВНИИМК 13) и межродовые скрещивания рапса (F3 (6B (CHk198 L159) (ВНИИМК 162 ВНИИМК 109)) с горчицей белой (Sinapis alba L., 2n=24, сорт R 166), а также сурепицы яровой (B. campestris L. var. oleifera, 2n=20, сорт Восточная) и декоративной капустой (B. oleracea var. capitata, 2n=18).
Условия и методика проведения опытов. Индуцирование гаплоидии. Растения ярового рапса выращивались в теплице и на полях ВНИПТИР, расположенных в 10 км к северу от г. Липецка. Семязачатки изолировали из 1-30 бутонов от первого цветка, длиной от 2 до 6 мм, с центральной кисти и побегов первого и второго порядков. Введение в культуру проводилось в летний период с растений, выращенных в поле, в зимне-весенний - с доноров, выращенных в теплице. Закладка опытов, фенологические наблюдения, уход за посевами, гибридизация проводились согласно общепринятым методикам (Пустовойт, 1967).
Для стерилизации бутонов ярового рапса применяли растворы веществ: хлорамин Б и Domestos в различных концентрациях, анолит (рН=6) и смесь анолита с католитом (рН=7 и рН=9). Экспозиция бутонов в исследуемых растворах составляла 10 мин.
Извлечение семязачатков из завязи и введение их в культуру проводили в стерильных условиях пылезащитного бокса под бинокулярным микроскопом МБС-9 (кратность увеличения 12,8). Всего культивировалось более 10 тыс. неоплодотворённых семязачатков.
В исследованиях использовалась общепринятая техника приготовления и стерилизации питательных сред (Бутенко, 1964, 1999). Для культивирования эксплантов применялись среды Мурасиге-Скуга (MS) (Murashige, Skoog, 1962) и Гамборга (В5) (Gamborg, Eveling, 1968). В питательную среду добавляли витамины по Уайту (White, 1963), 100 мг/л мезоинозита, 20-40 г/л сахарозы. Индукция гаплоидных растений достигалась добавлением гормонов: 6-бензиламинопурина (6-БАП), гиббереллина (ГК), кинетина, -нафтилуксус-ной кислоты (НУК), индолилуксусной кислоты (ИУК) в различных концентрациях (0,01 - 3 мг/л) и сочетаниях. рН среды поддерживался на уровне 5,8-6,0. В качестве контроля применяли безгормональную питательную среду.
Обработку материала пониженной температурой (+4-6 оС) при экспозиции 1-3 суток проводили в бытовом холодильнике.
Культивирование неоплодотворённых семязачатков проводили в термальной комнате на свету при 16-часовом фотопериоде и в темноте, при температуре 23 - 26 єС, освещённости 5 тыс. люкс и влажности воздуха 70 %.
Перевод гаплоидных регенерантов на диплоидный уровень в условиях in vitro проводили на основе безгормональной питательной среды с добавлением 0,005 - 0,01 % водного раствора колхицина в течение 2-х суток в условиях темноты. Затем растения пересаживали на питательную среду, содержащую 0,25 мг/л кинетина и культивировали 1 месяц на свету. Определение уровня плоидности производили методом подсчёта числа хлоропластов в замыкающих клетках устьиц и числа хромосом в точках роста. Хорошо развитые пробирочные растения пересаживали в теплицу в смесь песка и почвы в соотношении 1:3 и накрывали стеклянными стаканчиками для прохождения акклиматизации.
Жирнокислотный состав масла определялся в биохимической лаборатории отдела селекции ВНИПТИР н.с. Германенко Г.В. по методике Демьянчук Г.Т. (1988) методом газожидкостной хроматографии по ГОСТ 30089-93, содержание глюкозинолатов в семенах - экспересс-методом (ГОСТ 9824-87, п. 3.5).
Эмбриокультура. Незрелые зародыши межвидовых и межродовых гибридов вводили в культуру in vitro на разных стадиях развития (5, 7, 10, 13 и 17 дни после опыления). Культивирование зародышей проводили на агаризованной питательной среде Мурасиге-Скуга с добавлением 30 г/л сахарозы, БАП, ГК по 0,2 мг/л, 0,1 мг/л НУК и 300 мг/л гидролизата казеина.
Морфологическое описание гибридов осуществляли по методике ВИР (Корнейчук, 1983). Для цитологического изучения на всех этапах работы использовались общеизвестные методики (Паушева, 1988). Цитологические препараты просматривали на микроскопах МБИ-6, МБИ-15, Ienaval. Фотографирование препаратов и объектов исследования осуществляли с помощью фотоаппарата Olympus 400 Digital на микроскопах МБИ-15 и Ienaval (окуляр 8-10х, объектив - 12,5-40х).
Повторность опытов двух-трехкратная. При обработке экспериментальных данных использовали однофакторный и двухфакторный дисперсионный анализ (Доспехов, 1985), программы Excel и Statistica v. 6.0.
ИНДУЦИРОВАНИЕ ГАПЛОИДИИ ИЗ НЕОПЛОДОТВОРЁННЫХ СЕМЯЗАЧАТКОВ ЯРОВОГО РАПСА В УСЛОВИЯХ IN VITRO
Влияние эндогенных факторов на индукцию гаплоидии
Влияние генотипа. Определяющим из комплекса лимитирующих факторов в культуре неоплодотворенных семязачатков являлся генотип растения-донора. Проведенные исследования показали, что реализация морфогенеза происходила по пути гистогенеза и органогенеза, приводящего к формированию ростовых почек и корней.
При введении в культуру семязачатки имели светло-зеленый цвет, затем становились матово-белыми, а в дальнейшем бурыми, и 37 % образовывали каллусы небольшого размера молочного или желтого цвета. При этом обнаруживалось образование двух типов каллусной ткани. Каллус первого типа (неморфогенный) формировался на 10 - 14-й день культивирования и представлял собой водянистую массу клеток рыхлой консистенции и жёлтого или мутно-серого цвета. На таких каллусах наблюдался некроз тканей или ризогенез, и они не были способны к регенерации.
Каллус второго типа (морфогенный) становился визуально заметным на 18 - 20-й день культивирования и имел белую или бледно-жёлтую окраску, плотную консистенцию и зернистую или глобулярную структуру. Массовое формирование и развитие каллуса наблюдали за период с 30-го по 45-й день после изоляции, что согласуется с данными других исследователей (Славова, Рафаилова, 1991). В процессе культивирования в нем образовывались проэмбриогенные массы или меристематические зоны. В дальнейшем из этих меристематических очагов путем последующей дифференциации формировались сначала ростовые почки, а затем растения.
Следует отметить, что в 98 % случаев наблюдался процесс развития вегетативной почки (вегетативный геммогенез). Формирующиеся регенеранты имели слабо развитый гипокотиль с двумя-тремя узкими листовыми пластинками бледно-зеленого цвета. Отмечались единичные случаи генеративного геммогенеза, когда растение высотой не более 2,5 см образовывало бутоны.
Из 16 изученных генотипов ярового рапса 15 были способны к каллусообразованию, 10 обладали способностью к индукции ростовых почек и только у пяти генотипов почки развивались в растения.
Частота индукции каллусных структур колебалась от 0 до 7,10 % в зависимости от генотипа донорского растения. У сортов и самоопыленных линий со стерильной цитоплазмой выявили самую низкую частоту каллусообразования, которая составила 1,15 % и 2,43 %, и регенерации (1,67 % и 3,85 % соответственно). Сорта и линии более чем в 2 раза уступали материалу гибридного происхождения по количеству ростовых почек (12,46 %). Гибриды обладали наибольшей склонностью к индукции каллуса и регенерации проростков, составивших в среднем 3,55 % и 4,72 %. Кроме того, у материала гибридного происхождения были обнаружены максимальные значения частоты образования каллуса (7,1 %) у генотипа № 3, ростовых почек (29,41 %) у № 7 и регенерантов (17,65 %) у № 8 (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние генотипа донорского материала на регенерационную способность неоплодотворённых семязачатков ярового рапса (2003 - 2005 гг.)
№ материала |
Характеристика материала |
Введено семязачатков, шт. |
Получено каллусов |
Сформировано из каллусов |
|||||
Ростовых почек |
проростков |
||||||||
шт. |
% |
шт. |
% |
шт. |
% |
||||
1. |
Гибриды |
1055 |
43 |
4,08 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2. |
1048 |
28 |
2,67 |
2 |
7,14 |
0 |
0 |
||
3. |
507 |
36 |
7,10 |
4 |
11,11 |
3 |
8,33 |
||
4. |
936 |
28 |
2,99 |
3 |
10,71 |
0 |
0 |
||
5. |
585 |
8 |
1,37 |
1 |
12,5 |
0 |
0 |
||
6. |
1119 |
19 |
1,70 |
1 |
5,26 |
0 |
0 |
||
7. |
811 |
17 |
2,34 |
5 |
29,41 |
2 |
11,76 |
||
8. |
551 |
34 |
6,17 |
8 |
23,53 |
6 |
17,65 |
||
9. |
Сорта |
656 |
15 |
2,29 |
2 |
13,33 |
1 |
6,67 |
|
10. |
541 |
6 |
1,11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
11. |
762 |
9 |
1,18 |
1 |
11,11 |
0 |
0 |
||
12. |
298 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
13. |
Линии |
443 |
13 |
2,94 |
3 |
23,08 |
2 |
15,38 |
|
14. |
234 |
2 |
0,85 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
15. |
222 |
9 |
4,05 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
16. |
375 |
7 |
1,87 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
НСР0,05 = 0,03 |
НСР0,05= 0,25 |
НСР0,05= 0,23 |
Максимальную частоту регенерации среди линий наблюдали у № 13 - полученной на основе сорта Hanna самоопыленной линии со стерильной цитоплазмой (15,38 %). Сорт Hanna (№ 10) также проявил способность к индукции морфогенного каллуса и образованию ростовых почек (11,11 %). Наибольшей склонностью к индукции гаплоидии среди сортов ярового рапса обладал № 9 (Липецкий) - 6,67 %.
Часть генотипов (№ 1, 10, 14, 15, 16) формировала нерегенерационный каллус. Многие генотипы, например, № 4, 5, 11, обнаруживали относительно высокий выход ростовых почек (10,71 %, 12,5 % и 11,11 % соответственно), однако, при пересадке их на среду для регенерации дальнейшего развития отмечено не было. Таким образом, у ярового рапса способность к каллусообразованию и регенерации растений в культуре неоплодотворённых семязачатков зависела от генотипа донорского растения.
Маркерные признаки растений-доноров. Результаты исследований показали, что гетеростилия третьего и четвертого типов и недоразвитость пыльников встречаются у генотипов №№ 3, 7, 8, 13, обладающих лучшей регенерационной способностью в культуре неоплодотворенных семязачатков in vitro. Частота встречаемости аномальных форм цветка колебалась в зависимости от происхождения материала и достигала 73% у линии № 13, в то время как в норме она составляла не более 35,3 %. Кроме того, у гибрида № 8 отмечались случаи срастания соседних цветоножек и уменьшение их длины с 2,1 см до 1,2 см, т.е. почти в 2 раза.
Цитологические наблюдения показали, что данный селекционный материал отличался наличием изменений при формировании мужских гамет. Аномалии проявлялись в формировании микроспор, где были отмечены триады и тетрады с аномальным развитием. Также было отмечено наличие пыльцевых зерен измененной формы и увеличенного размера до 49,5 мкм, что превышало размеры нормальных зерен примерно в 1,5-2 раза.
Проведенные исследования позволили выявить зависимость регенерационной способности селекционного материала от количества аномальных пыльцевых зерен. Так, у гибрида № 3 при наличии 3,5 % аномальных пыльцевых зерен регенерационная способность достигала 8,33%, а у гибрида № 8 данные показатели составили соответственно 32,9 % и 17,65 % (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость регенерационной способности от количества нарушений при формировании мужских гамет у растений-доноров
Следовательно, морфологические изменения формы цветка и генеративных органов, а также качественные признаки пыльцевых зерен и микроспор можно использовать как маркерные признаки при отборе донорских генотипов для индуцирования гаплоидов.
Зависимость регенерационной способности семязачатков от длины бутонов и расположения ветвей на побеге. Другим существенным фактором, влияющим на регенерационную способность неоплодотворенных семязачатков является стадия развития зародышевого мешка при введении эксплантатов. Анализ полученных результатов показал, что морфогенетическому развитию в большей степени подвержены семязачатки, изолированные из бутонов длиной 2,0 - 4,0 мм, частота образования каллуса у которых составляла 3,3 %, а выход регенерантов колебался от 0,3 до 0,7 %.
Результаты исследований показали, что семязачатки из бутонов с центральной кисти обладали максимальной способностью к каллусообразованию (5,7 %) и регенерации (1,3 %). Экспланты из бутонов с ветвей первого порядка, образовывали в два раза меньше каллусных структур (2,6 %) и регенерантов (0,7 %), а бутоны с побегов второго порядка практически не были способны к регенерации. Возможно, полученные результаты связаны с повышенной активностью всех физиологических процессов, происходящих в основных побегах ярового рапса.
Таким образом, наибольшей способностью к индукции новообразований обладают семязачатки, эксплантированные с бутонов центральной кисти основного побега ярового рапса длиной 2 - 4 мм. Данные наблюдения следует использовать при введении в культуру эксплантов с большей регенерационной способностью.
Влияние экзогенных факторов на индукцию гаплоидии
Подбор оптимального стерилизующего агента. Результаты сравнения действия различных стерилизующих агентов показали, что использование 10 %-х растворов хлорамина и Domestos обеспечивало 100 % стерильность материала. Однако, при этом отмечено угнетение развития регенерантов. Наибольшее число регенерантов (8,0 %) и их нормальное развитие наблюдали при стерилизации 7 %-ным раствором Domestos (табл. 2).
Таблица 2 - Эффективность стерилизации бутонов различными дезинфицирующими веществами при введении неоплодотворённых семязачатков ярового рапса в культуру in vitro (2004-2005 гг.)
Дезинфицирующий раствор |
Концентрация раствора, % |
Введено в культуру семязачатков, шт. |
Инфицировано семязачатков, % |
Получено регенерантов, % |
Развитие регенерантов (по 5-бальной шкале) |
||
Грибной инфекцией |
Бактерииальной инфекцией |
||||||
Хлорамин |
7 |
123 |
9,8 |
21,1 |
0,8 |
3 |
|
10 |
119 |
0 |
0 |
2,5 |
3 |
||
Domestos |
5 |
120 |
0 |
12,5 |
4,2 |
3 |
|
7 |
125 |
0 |
0 |
8,0 |
5 |
||
10 |
198 |
0 |
0 |
5,1 |
4 |
||
Анолит |
рН=6 |
118 |
0 |
0 |
12,7 |
5 |
|
Анолит+католит |
рН=7 |
200 |
0 |
0 |
21,0 |
5 |
|
рН=9 |
124 |
0 |
0 |
14,5 |
5 |
||
Итого: |
1278 |
0,9 |
6,9 |
8,1 |
Выявлено, что количество семязачатков, поражённых бактериальной инфекцией, составило 6,9 % против 0,9 % эксплантов, подверженных воздействию грибной инфекцией.
Обработка бутонов ярового рапса раствором анолита и смесью анолита с католитом не только уничтожила инфекцию, но и стимулировала развитие семязачатков. При стерилизации бутонов смесью анолита с католитом (рН=7) у каллусов получили максимальное количество регенерантов - 21,0 %. При этом образование каллуса и ростовых почек наблюдалось на 7 - 10 дней раньше, чем при использовании других дезинфицирующих веществ, что согласуется с отмеченным другими исследователями благоприятным влиянием на растения активированной воды (Васильченко, 2005).
Таким образом, при культивировании неоплодотворённых семязачатков in vitro наряду с 7 %-ным раствором Domestos эффективными дезинфицирующими агентами являются экологически чистые электроактивированные водные растворы анолит и смесь анолита с католитом (рН=7), ускоряющие развитие неоплодотворённых семязачатков ярового рапса в культуре in vitro.
Влияние сроков введения в культуру и предобработки бутонов на индукцию гаплоидии. При изучении регенерационной способности неоплодотворенных семязачатков ярового рапса, выращенного в условиях теплицы и поля, выявлено, что количество каллусных структур в 2004 - 2005 гг. колебалось от 5, 6 % до 0,58 % при введении эксплантов с донорских растений, вегетировавших в поле. Условия теплицы были более стабильными, в связи с чем и частота каллусообразования колебалась незначительно и составляла в среднем 2,34 %.
Наибольшее количество проростков (0,26 %) было получено в 2004 г. при эксплантации семязачатков с растений, При зимне-весенней эксплантации частота образования проростков была меньше и составляла 0,03 %, в 2005 г. - 0,19 %.
Экспериментальные данные по обработке неоплодотворённых семязачатков холодом в течение 24 часов показали максимальную склонность эксплантов к образованию каллусов - до 61,1 % и наибольшее количество регенерантов (3,1 %). Частота регенерации находилась в прямой зависимости от экспозиции обработки и понижалась с 3,1 % (1 день) до 0,8 % (3 день воздействия). Следовательно, обработка холодом в течение суток повышала морфогенную способность семязачатков.
Зависимость регенерационной способности неоплодотворённых семязачатков от условий культивирования. Еще одним экзогенным фактором, от которого зависит эффективность получения гаплоидных растений в культуре in vitro, является состав питательной среды.
Максимальная частота каллусообразования (5,7 %) была получена при добавлении в питательную среду 20 % сахарозы. Увеличение концентрации сахарозы до 30 г/л снижало частоту каллусообразования до 1,2 %, а наличие в питательной среде 40 г/л сахарозы оказывало ингибирующий эффект, что согласуется с данными других исследователей (Zhou, Yang, 1981).
При изучении влияния минерального состава среды на регуляцию роста и развития культивируемых семязачатков ярового рапса не было выявлено достоверных различий по частоте каллусообразования на средах с минеральной основой В5 и MS при 5 %-ном уровне значимости по результатам дисперсионного анализа двухфакторного опыта (рис. 3).
Размещено на http://www.allbest.ru
Рис. 3. Действие гормональных добавок на частоту каллусообразования в зависимости от минерального состава среды
В результате исследований было выявлено, что наибольшая частота образования каллуса (5,81 %) и достоверные различия по сравнению с контролем наблюдались в варианте № 5 питательной среды MS с добавлением 0,3 мг/л 6-БАП, 0,01 мг/л ИУК и 0,3 мг/л ГК. На остальных вариантах сред частота каллусообразования существенно не превышала стандарт и находилась на одном с ним уровне. В связи с этим в дальнейших исследованиях применялась среда с минеральной основой MS.
Изучение гормонального состава питательной среды показало, что наибольшая способность к каллусообразованию (15 %) и достоверные различия по сравнению с контролем наблюдались в варианте № 21 питательной среды (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние ростовых веществ в питательной среде на каллусогенез ярового рапса в культуре неоплодотворённых семязачатков (2004 - 2005 гг.)
Вариант сред |
СоотношениеБАП:кин:ИУК:ГК:гидр.каз.:2,4-Д |
Введено семязачатков, шт. |
Образование каллуса |
||
шт. |
% |
||||
1.(st) |
Без гормонов |
561 |
2 |
0,36 |
|
13 |
1: 0,1 : 0 : 0,5 : 0 : 0 |
300 |
1 |
0,33 |
|
14 |
2: 0,1 : 0 : 0,5 : 0 : 0 |
300 |
0 |
0 |
|
15 |
3 : 0,1 : 0 : 0,5 : 0 : 0 |
300 |
0 |
0 |
|
16 |
1 : 0,1 : 0,01 : 0,5 : 0 : 0 |
300 |
16 |
5,33 |
|
17 |
2 : 0,1 : 0,01 : 0,5 : 0 : 0 |
300 |
9 |
3,00 |
|
18 |
3 : 0,1 : 0,01 : 0,5 : 0 : 0 |
300 |
4 |
1,33 |
|
19 |
0,5 : 0,1 : 0,1 : 0 : 100 : 0 |
200 |
2 |
1,00 |
|
20 |
0,5 : 0,1 : 0,1 : 0 : 300 : 0 |
240 |
2 |
0,83 |
|
21 |
0 : 1 : 0,1 : 1 : 10 : 0 |
200 |
30 |
15,00 |
|
22 |
0 : 1 : 0,1 : 1 : 0 : 0 |
140 |
10 |
7,14 |
|
23 |
0,5 : 1 : 0,5 : 0,5 : 0 : 0,5 |
215 |
3 |
1,40 |
|
24 |
1 : 0,5 : 1 : 1 : 0 : 1 |
244 |
2 |
0,82 |
|
25 |
0,5 : 1 : 0,5 : 0,5 : 0 : 0,1 |
680 |
28 |
4,12 |
|
26 |
0 : 1 : 0,1 : 0,5 : 0 : 0,5 |
275 |
5 |
1,82 |
|
НСР0,05=4,03 |
Только морфогенные каллусы, образовавшиеся на средах № 16 и 23 - 26 обладали способностью к формированию ростовых почек. Максимальное количество ростовых почек (71,4 %) формировалось на питательной среде (вариант № 25) с превышением концентраций цитокининов по отношению к ауксинам более, чем в 2 раза (1,5 : 0,6).
Оптимальной для индукции проростков оказалась среда № 25, частота регенерации на которой составила 58,8 % (табл. 4).
Таблица 4 - Формирование регенерантов из каллусных структур в зависимости от состава питательной среды (2004 - 2006 гг.)
Вариант среды, № |
Число каллусных образований, шт. |
Получено |
Характеристика состояния |
||||
Ростовых почек |
регенерантов из ростовых почек |
||||||
шт. |
% |
шт. |
% |
||||
1.(st) |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
- |
|
16 |
16 |
5 |
31,3 |
0 |
0 |
Бесцветные почки, нет развития |
|
23 |
3 |
2 |
66,7 |
1 |
50,0 |
Проростки с листьями |
|
24 |
2 |
1 |
50,0 |
1 |
100,0 |
Витрифицированные проростки с широкими листьями и утолщенным стеблем |
|
25 |
28 |
20 |
71,4 |
11 |
58,8 |
Нормально развивающиеся проростки с листьями |
|
26 |
5 |
2 |
40,0 |
1 |
50,0 |
||
Итого: |
54 |
30 |
64,5 |
14 |
25,0 |
- |
Бульшее количество кинетина и меньшая концентрация 6-БАП (превосходящего кинетин по активности) в составе данной среды способствовало росту регенерантов и их нормальному развитию из ростовых почек.
При пересадке на среду для регенерации не все ростовые почки, полученные в культуре неоплодотворенных семязачатков, развивались в растения. Частота регенерации широко варьировала в зависимости от генотипа и составляла от 0 до 100 %.
Регенеранты с признаками обводнения погибали в течение 2-х недель от появления проростка. Больше 50 % растений с изменённым морфотипом обладало способностью к образованию вторичных регенерантов на разросшихся тканях гипокотиля. Ростовые почки формировались в количестве от 1 до 7 на первичный регенерант. При пересадке вторичных регенерантов на безгормональную среду В5 они развивались в нормальные растения.
При изучении светового режима культивирования эксплантов выявлено, что в темновых условиях активнее, чем на свету проходило формирование каллусов - 59,5 % и 44,3 % соответственно. Однако при этом наблюдалось угнетение развивающихся эксплантов, а количество регенерантов сокращалось в 2,2 раза, что составляло 1,0 %.
Таким образом, процесс воспроизведения гаплоидных растений в условиях in vitro определяется прежде всего на генетическом уровне, но реализуется в зависимости от конкретных физиологических условий и различных по действию индуцирующих факторов.
ГАПЛОИДИЯ КАК УСКОРЕННЫЙ МЕТОД СОЗДАНИЯ ГОМОЗИГОТНЫХ ЛИНИЙ ЯРОВОГО РАПСА
Формирование гаплоидных линий. Исследования показали, что на начальных стадиях роста гаплоидные регенеранты отличались слабым развитием и жизнеспособностью вследствие одинарного набора хромосом. Гибель регенерантов на этой стадии составляла в зависимости от генотипа растений-доноров до 62 %.
Культивирование гаплоидных проростков с признаками витрификации на средах с гормонами не приводило к формированию нормальных растений, а чаще всего влекло за собой их гибель. Для формирования гаплоидных линий многими исследователями было предложено проведение этапа стабилизации, (Таратонов, 1999). Согласно нашим исследованиям, использование чередования гормональной и безгормональной сред позволяло регенерантам приобрести способность образовывать пазушные побеги, благодаря чему количество регенерантов гибрида № 3 увеличилось от 3 до 32 растений к 4 пассажу.
Установлено, что для нормально развитых гаплоидных растений этап стабилизации заключался в чередовании следующих сред: гормональная - безгормональная - гормональная. Для слабо развитых или витрифицированных адвентивных побегов необходимо сначала культивирование на безгормональной среде, а затем на гормональной.
Доказательством стабилизации и выравненности гомозиготных линий является анализ плоидности. У каждого из полученных регенерантов в 100 клетках была определена длина замыкающих клеток устьиц и подсчитано число хлоропластов в них. Установлено различие в размерах замыкающих устьичных клеток у растений с разным уровнем плоидности. Отношение длины замыкающих клеток устьиц листа гаплоидов к клеткам ди- и триплоидной форм составило 1 : 1,58 и 1 : 2,21 соответственно.
В результате подсчёта числа хлоропластов в замыкающих клетках устьиц выявлено, что у гаплоидных растений встречалось от 8 до 11 хлоропластов на две замыкающие клетки устьица, у диплоидных - от 12 до 14. У триплоидных форм отмечалось более 14 хлоропластов (табл. 5).
Таблица 5 -Число хлоропластов в замыкающих клетках устьиц листа и длина клеток у растений ярового рапса при различных уровнях плоидности
Уровень плоидности |
Количество хлоропластов, шт. |
Длина замыкающих устьичных клеток, мкм |
||
Среднее значение |
Мини-максимальные средние |
|||
Гаплоидный (n) |
9,8 ± 1,45 |
8,3 - 11,2 |
14,6 ± 1,12 |
|
Диплоидный (2n) |
13,0 ± 1,05 |
11,9 - 14,0 |
23,1 ± 1,87 |
|
Триплоидный (3n) |
15,2 ± 1,10 |
14,1 - 16,2 |
32,2 ± 1,65 |
Кроме того, у гаплоидных растений наблюдалось возникновение деформированных устьичных клеток и отсутствие в них хлоропластов.
Данные признаки можно использовать в качестве морфологических маркеров для отбора гаплоидных регенерантов на самых ранних этапах развития, когда анализ хромосомного набора крайне затруднителен.
Диплоидизация гаплоидов и формирование реституционных линий. Для создания гомозиготных линий, способных участвовать в селекционном процессе, гаплоидные растения необходимо перевести на более высокий уровень плоидности. В связи с этим изучалась возможность колхицинирования в культуре in vitro.
Исследования показали, что выживаемость регенерантов, подвергнутых воздействию колхицином в зависимости от генотипа составляла от 50 % до 100 %. Для предотворащения возврата регенерантов на гаплоидный уровень их культивировали на среде с кинетином. Наиболее развитые диплоидные растения размножали на среде с БАП, кинетином и гиббереллином до необходимого количества и укореняли на среде с 1 мг/л НУК. Процесс корнеобразования длился 2-4 недели, при этом частота формирования корней зависела от генотипа и колебалась в пределах 35,6 - 97,4 %. Затем растения переносили в грунт теплицы или в полевые условия.
В результате проведенных нами исследований был разработан метод получения гомозиготных линий ярового рапса на основе индуцирования гаплоидии в культуре неоплодотворенных семязачатков, заключающийся во введении неоплодотворенных семязачатков в культуру, формировании каллуса и регенерации на нем ростовых почек, стабилизации и микроразмножении гаплоидов, их колхицинировании in vitro (диплоидизации); стабилизации, микроразмножении полигаплоидов и корнеобразовании; пересадке в грунт теплицы, акклиматизации и высадке в полевые условия.
Способ получения восстановителей фертильности ярового рапса. В результате применения метода культуры неоплодотворенных семязачатков было получено 5 реституционных линий, в том числе линии РЛ 7 и РЛ 8, донорские растения которых имели стерильную цитоплазму типа Polima и гены восстановления фертильности. В условиях теплицы и поля полученные растения цвели, и после опыления пыльцой линии РЛ 8 формы, обладающей цитоплазматической мужской стерильностью, завязались семена. Эффективность гибридизации при этом достигала 65,3 %.
Семена реституционных линий были высеяны в теплице, и у растений в период цветения проведен анализ фертильности. Установлено, что фертильность донорского растения № 8 повысилась в результате индуцирования гаплоидии в культуре неоплодотворенных семязачатков in vitro с 78,7 % до 94,5 %, что свидетельствует о том, что линия РЛ 8 может быть использована в качестве восстановителя фертильности в гетерозисной селекции ярового рапса.
Полученные данные позволили разработать способ получения восстановителей фертильности рапса, состоящий из следующих этапов:
1. Получение гомозиготных линий ярового рапса от исходных форм, обладающих свойством восстановления фертильности, с помощью индуцирования гаплоидии посредством культуры неоплодотворенных семязачатков in vitro. 2. Посев семян полученных реституционных линий в поле и обычный уход за растениями. 3. Опыление форм с цитоплазматической мужской стерильностью пыльцой реституционных линий. 4. Посев полученных семян в поле и анализ фертильности пыльцевых зерен.
Характеристика полученных реституционных линий
Каждую линию по средним значениям показателей в зависимости от того, насколько они превышают значения донорских растений, оценивали по пятибалльной системе. В результате выявили, что по всем исследованным элементам структуры урожая выделилась линия РЛ 8 с максимальным количеством баллов (44). Минимальную оценку получила РЛ 7 (29 баллов), значения которой резко колебались по разным показателям.
Сравнение реституционных линий, полученных в культуре неоплодотворенных семязачатков, с донорами по элементам структуры урожая показало уменьшение высоты полученных растений примерно в 1,5 раза, повышающее устойчивость растений к полеганию с 3 до 5 баллов.
Кроме того, у полученных линий ярового рапса интерес представляло изучение качества масла и семян. Основным требованием, предъявляемым к современным сортам, принимаемым в производство пищевого рапсового масла, является содержание менее 0,6 % глюкозинолатов в семенах и снижение практически до нуля эруковой кислоты в масле.
Биохимический анализ семян полученных линий выявил, что у трех из пяти линий (РЛ 3, РЛ 8, РЛ 9) содержание глюкозинолатов не превышает 0,6 %. При этом две из них (РЛ 3, РЛ 8) являются и низкоглюкозинолатными, и безэруковыми, т.е. принадлежат к «00» типу и имеют увеличенное содержание линолевой кислоты (23,7 и 20, 0 % соответственно) по сравнению со стандартом (18,5 %) и пониженное содержание линоленовой кислоты по сравнению с сортом-стандартом Ратник (9,4 %) - 8,4 и 8,1% соответственно. Помимо этого, у данных линий суммарное содержание олеиновой и линолевой кислот составляет более 80,0 %, что представляет большой интерес для селекции на качество пищевого масла. Кроме того, линия РЛ 8 отличалась повышением содержания олеиновой кислоты по сравнению с гибридом-донором с 63,1 % до 66,0 %.
Линия ГЛ 9 с содержанием эруковой кислоты 39,9 % может быть рекомендована в качестве исходного материала для селекции высокоэруковых сортов рапса для производства биотоплива, где высокое содержание эруковой кислоты важно для устойчивости топливной смеси к окислению (Дубовская и др., 2005).
Таким образом, полученные линии являются перспективным исходным материалом для создания высокопродуктивных линейных сортов типа «00», а также для использования в гетерозисной селекции.
ЭМБРИОКУЛЬТУРА В УСЛОВИЯХ IN VITRO
Влияние направления скрещивания на выживаемость гибридных зародышей в условиях in vitro
Основной задачей межвидовых и межродовых скрещиваний являлся перенос рапсу признаков крупности семян и желтой окраски семенной оболочки, а также устойчивости к альтернариозу.
Получение истинных межродовых гибридов горчицы белой с рапсом в полевых условиях затруднено. Проведенные исследования показали, что эффективность гибридизации находилась на низком уровне и достигала 1,2 % в прямом и 0,2 % в обратном скрещивании. Предполагается, что низкая завязываемость семян обусловлена несовместимостью пыльцы и рылец (Ripley, Arnison, 1990). Применяя культуру незрелых зародышей, удалось получить гибридные проростки (1,9 %) при использовании рапса в качестве материнской формы, в обратных скрещиваниях регенерация гибридных зародышей не отмечалась. Морфогенез осуществлялся через прямую регенерацию, ведущую к формированию ростовых побегов.
Скрещивания рапса ярового с горчицей сарептской в полевых условиях проходили более успешно, но эффективность гибридизации находилась на невысоком уровне - 5,6 % и 1,7 % в обратных скрещиваниях.
Увеличить жизнеспособность зародышей в 1,8 раза в прямом и в 2,9 раза в обратном скрещивании удалось с применением эмбриокультуры. При использовании рапса в качестве отцовского компонента скрещивания средняя частота образования проростков (16,4 %) была в 5,3 раза больше, чем в прямых скрещиваниях (3,1 %). Кроме того, в обратных скрещиваниях было получено 33,3 % растений с гибридным морфотипом, что составило 4 растения из 12.
Таким образом, в скрещиваниях рапса с горчицей белой наиболее эффективным оказалось культивирование гибридных зародышей от прямых скрещиваний, а с горчицей сарептской - от обратных скрещиваний.
Влияние возраста зародышей и условий культивирования на процесс регенерации
Результаты проведенных исследований показали, что на развитие незрелых зародышей в культуре in vitro оказывает влияние целый комплекс лимитирующих факторов, одним из которых является возраст эксплантов. Недифференцированные гибридные 5-дневные зародыши (ранняя глобулярная стадия) не прорастали на питательной среде ни в одной из комбинаций скрещивания. Наиболее эффективным было введение в культуру недоразвитых зародышей на 10 - 17 дни после опыления.
Для скрещиваний B. napus Ч B. juncea наибольшее количество регенерантов было получено при эксплантировании зародышей через 13 дней после опыления (25 %). В остальных комбинациях скрещивания у зародышей, изолированных на 17 день после опыления, наблюдалась наибольшая частота регенерации как в скрещиваниях рапса ярового с горчицей белой (3,5 %), так и с горчицей сарептской (54,5 %) (рис. 4).
Размещено на http://www.allbest.ru
Количество дней после опыления
Рис. 4. Влияние возраста зародышей на их жизнеспособность в условиях in vitro (2005-2006 гг.)
Максимальная частота регенерации (60 %) была получена у зародышей того же возраста от скрещивания сурепицы яровой и капусты. Данные скрещивания, как и предыдущие, также применялись для получения желтосемянных форм рапса посредством его ресинтеза и увеличения генетического разнообразия внутри рода Brassica. Применение эмбриокультуры в данном случае увеличило жизнеспособность гибридных зародышей, так как эффективность гибридизации была небольшой и составляла всего 3,5 %. Следовательно, на развитие оплодотворенных семязачатков в культуре in vitro большое влияние оказывал возраст экспланта.
При изучении состава питательной среды было установлено, что большое количество цитокининов в варианте среды № 2 (6-БАП - 0,3 мг/л, кинетин -0,1 мг/л) снижало частоту регенерации до 1,1 % и количество нормально развитых проростков - до 0,7 %.
Добавление НУК и ГК стимулировало регенерацию 4,5 % зародышей. Уменьшение концентрации 6-БАП с 0,3 до 0,2 мг/л и увеличение концентрации ГК до 0,2 мг/л позволило получить максимальное количество нормально развитых проростков (12,0 %). Оптимальным являлось содержание в составе среды 0,2 мг/л 6-БАП, 0,1 мг/л НУК и 0,2 мг/л ГК.
Определение светового режима показало, что незрелые зародыши в условиях культуры тканей развивались как в темноте, так и на свету. При относительно равном количестве общего числа полученных проростков (4,0 % и 4,2 % соответственно) образование нормально развитых регенерантов повышалось с 1,3 % в условиях темноты до 3,7 % на световом режиме. Проростки затем проходили этап микроразмножения, укоренения и пересадки в грунт.
Характеристика полученных гибридов
Гибриды рапса ярового и горчицы сарептской. В результате исследований было получено 16 растений, большинство из которых (69 %) имели морфологические признаки материнской формы. Как в условиях in vitro в фазе 2-3 листьев, так и взрослые растения не отличались от горчицы сарептской по окраске, волнистости и зубчатости края листа, его положению на стебле, наличию опушенности и другим признакам.
Гибриды сурепицы яровой и капусты. Растения, полученные в результате ресинтеза, принадлежали либо к материнскому, либо к промежуточному морфотипу. У гибридов доминировали такие признаки отцовской формы, как гофрированность, толщина и темно-зеленая окраска листовой пластинки. Было получено два растения, которые образовали семена, 78 % которых были невыполненными, а остальные нормальные семена имели коричневую окраску.
Гибриды рапса ярового и горчицы белой. Гибридные растения на стадии 2-3 листьев по некоторым морфологическим признакам были аналогичны горчице (отцовской форме): имели сильное опушение, среднюю степень антоциановой окраски семядолей. Данные результаты подтверждают истинность полученных гибридов.
Проведенное в полевых условиях морфологическое описание гибридов F1 горчицы белой и рапса ярового показало промежуточное наследование некоторых признаков (число долей, волнистость и зубчатость края листа изгиб верхушки листа, опушенность края первого листа). Полученные гибриды отличались большим числом ветвей первого порядка (до 12 шт.) и обильным цветением. При их скрещивании с яровым рапсом наблюдалось завязывание семян и образование стручков с промежуточной между родительскими формами длиной створки (табл. 6).
Таблица 6 - Промежуточное наследование некоторых признаков гибридов F1 горчицы белой и рапса ярового
Признаки |
Brassica napus |
Brassica napus Ч Sinapis alba |
Sinapis alba |
НСР0,05 |
|
1. Семядоли: - длина, мм - ширина, мм |
6,9 ± 0,27 13,8 ± 0,41 |
7,2 ± 0,13 15,9 ± 0,74 |
7,6 ± 0,71 18,1 ± 0,33 |
0,69 0,81 |
|
2. Морфология листа: - число долей - опушенность края первого листа - характер изгиба верхушки |
4,5 ± 0,65 редкая средний |
4,9 ± 0,73 средняя слабый |
5,8 ± 0,17 густая отсутствует |
0,34 - - |
|
3. Опушенность стебля |
отсутствует |
слабая |
сильная |
- |
|
4. Высота ветвления, см |
47,3 ± 1,93 |
40,0 ± 1,13 |
35,4 ± 1,65 |
1,89 |
|
5. Длина створки стручка, мм |
Подобные документы
Разработка технологии возделывания ярового рапса, система севооборотов, место ярового рапса в севообороте. Удобрение, обработка почвы, уход за посевами и интегрированная система защиты растений. Экологические аспекты внесения удобрений и пестицидов.
реферат [33,1 K], добавлен 28.01.2012Биология и технология возделывания ярового рапса, ботанико-морфологическая характеристика и биологические особенности культуры. Краткая технология возделывания рапса, структура посевных площадей и урожайность, система севооборотов и место в севообороте.
дипломная работа [72,5 K], добавлен 27.06.2010Анализ разработки технологии возделывания рапса на зерно на основе методов программирования урожайности. Биологические особенности рапса. Характеристика почвенно-климатических условий. Разработка структурной модели высокопродуктивного растения и посева.
курсовая работа [134,7 K], добавлен 07.06.2012Агротехника выращивания ярового рапса, система защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Структура посевных площадей и урожайность сельскохозяйственных культур. Мероприятия по защите растений, меры борьба с сорняками, вредителями и болезнями.
дипломная работа [71,6 K], добавлен 21.09.2010Характеристика сортов и гибридов, особенности роста и развития рапса ярового. Климатическая характеристика территории возделывания. Программирование урожая культуры в условиях Светлинского района. Расчет доз удобрений. Уход за посевами и защита растений.
курсовая работа [633,3 K], добавлен 03.08.2015Морфологическая характеристика культуры. Биологические особенности рапса. Структура посевных площадей хозяйства. Система обработки почвы. Сорта и гибриды, подготовка семян. Уборка, первичная подработка и хранение зерна. Болезни, вредители и гербициды.
дипломная работа [100,2 K], добавлен 13.10.2014Народно-хозяйственное значение повышения эффективности производства рапса и характеристика системы показателей ее измерения. Анализ современного состояния экономики производства рапса в Республике Беларусь. Совершенствование технологии производства рапса.
курсовая работа [270,0 K], добавлен 10.01.2015Определение современного состояния производства рапса в Беларуси. Рассмотрение морфологических и биологических особенностей озимого рапса. Выявление путей совершенствования технологии возделывания рапса. Экономическое обоснование результатов исследований.
дипломная работа [80,2 K], добавлен 14.10.2017Анализ биологических особенностей озимого рапса. Характеристика корневой системы культуры. Состав и структура земельных угодий СПК "Им. Димидова". Цели и проблемы программирования урожая озимого рапса. Способы получения урожаев необходимого качества.
курсовая работа [98,8 K], добавлен 07.06.2012Народнохозяйственное значение и биологические особенности ярового ячменя. Влияние основных факторов на продуктивность культуры. Технология возделывания ярового ячменя в хозяйстве. Экономическая оценка технологии возделывания культуры и ее значение.
курсовая работа [57,9 K], добавлен 15.02.2008Современное состояние производства рапса в хозяйствах РФ. Природные условия деятельности, специализация и ресурсный потенциал предприятия. Оценка валового производства и посевной площади рапса, пути повышения его урожайности и снижения себестоимости.
курсовая работа [203,8 K], добавлен 24.09.2012Преимущества применения влаго- и ресурсосберегающих технологий в основных зонах возделывания сельхозкультур. Влияние удобрений на агрофизические свойства почвы. Действие разных систем обработки и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур.
курсовая работа [471,5 K], добавлен 21.08.2015История появления рапса - известной масличной и кормовой культуры семейства крестоцветных. Основные свойства сырья. Биодизельное топливо, особенности применения и его главные преимущества. Процесс производства биотоплива из рапса, технологическая схема.
презентация [4,8 M], добавлен 16.09.2012Распространение и вредоносность доминантных болезней ярового ячменя. Установление эффективности фунгицидов различных фирм-производителей против комплекса данных болезней. Определение влияния фунгицидной защиты на урожайность и элементы структуры урожая.
курсовая работа [71,0 K], добавлен 21.03.2014Характеристика ячменя как сельскохозяйственной культуры. Разработка технологии возделывания ярового ячменя сорта Якуб. Определение лучших предшественников, оптимальных доз удобрений, программирование урожая, разработка технологии посадки культуры.
курсовая работа [86,4 K], добавлен 29.11.2010Организационно-экономическая характеристика предприятия. Современное состояние производства рапса в Беларуси. Развитие сельскохозяйственных производственных кооперативов. Структура земельных угодий. Основные показатели финансовой деятельности компании.
курсовая работа [87,0 K], добавлен 22.03.2017Биологические и морфологические особенности рапса. Описание элементов программирования урожайности данной сельскохозяйственной культуры. Расчет фотосинтетических показателей, средней и максимальной площади листьев. Технология посева, сбора урожая.
курсовая работа [126,3 K], добавлен 11.11.2015Ботаническая характеристика ярового ячменя сорта "Эльф", биологические и морфологические особенности культуры. Технологическая карта возделывания культуры. Расчет биологической урожайности по формуле А.М. Рябчикова. Размещение культур в севообороте.
курсовая работа [206,4 K], добавлен 04.03.2012Биологические основы управления ростом растений, урожаем и качеством продукции. Почвенно-климатическая характеристика агроклиматической зоны. Программирование урожайности ярового ячменя по лимитирующим факторам. Выбор сорта и подготовка семян к посеву.
курсовая работа [86,3 K], добавлен 31.03.2015Почвы и их агрохимическая характеристика. Краткий анализ полеводства. Биологические особенности и сорта рапса. Его размещение в севообороте. Система обработки почвы. Подготовка семян к посеву. Уборка урожая. Технологическая схема возделывания пшеницы.
курсовая работа [81,1 K], добавлен 10.01.2016