ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результаты проведенных экспериментов позволили установить неизвестную ранее закономерность проявления признака растения, заключающуюся в том, что его экспрессия зависит от молекулярной структуры генов, степени генетического родства родительских форм, способа создания исходного материала ( самоопыления, скрещивания, мутагенеза), характера взаимодействия аллелей одного или разных генов в этом процессе.

Для определения генетического состояния зигот и уровня родства между её структурами в качестве молекулярно-генетических маркеров использовали изоферменты.

Было установлено, что у сахарной свеклы такой селекционно-ценный признак как плодность детерминируется тремя разными генами М С и К. По каждому из генов может быть серия множественных аллелей (m ₁, m ₂, m ₃, m ₄ и т.д.; с ₁,с ₂,с ₃,с ₄ и т.д.).Аллели каждого гена отличаются по силе действия на проявление признака плодности. В зависимости от типа плодности в геноме растения может быть один или три гена.

Функциональный тест на аллеизм мутаций раздельноплодности и плодности должен осуществляться следующим образом. Скрещивают две особи, гомозиготные по двум рецессивным мутациям раздельноплодности. Если это мутации разных генов, то в первом гибридном поколении получается гетерозиготаmmх сс =mс, а поскольку мутации были рецессивны , то ожидается так называемый дикий фенотип, т. е. фенотип , свойственный по плодности нераздельноплодному растению ( двух-, трех- и т. д. Плодности). Если же эти мутации затрагивают один ген, то в первом гибридном поколении образуется так называемый компаунд, несущий обе мутантные аллели одного гена (m ¹m ¹ x m ¹m ¹= m ¹m ¹илиm ¹m ¹ x m ²m ² = m ¹m ²), и должен ожидаться мутантный фенотип, т. е. проявляться раздельноплодность. Согласно функциональному тесту на аллелизм аллельны, т. е. затрагивают структуру одного гена, мутации, которые при сочетании в первом гибридном поколении обеспечивают мутантный фенотип (раздельноплодность) , неаллельны, т. е. затрагивают структуру разных генов, мутации, которые при сочетании в гибриде обеспечивают дикий фенотип ( двух-, трех- и т. д.).

Дигетерозиготы могут находиться или в фазе сцепления (coupling), когда обе мутантные аллели получены от одного родителя при инцухте ( цис-положении) , или в фазе отталкивания (repulsion), когда мутантные аллели получены от разных родителей при скрещивании (транс-положении).

Разработан и внедрен в практику селекционных исследований метод идентификации аллелей плодности, который заключается в скрещивании исследуемых растений-мутантов с тестерами, имеющими четкую генетическую и фенотипическую характеристику по этому признаку, а также в проведении генетического анализа растений-семнников вf ₁иf ₂.

Предложена гипотеза детерминации и проявления признака плодности, согласно которой раздельноплодность проявляется за счет некомплементарного взаимодействия аллелей одного гена при скрещивании. Уровень раздельноплодности зависит от идентичности этих аллелей; двуплодность может проявляться при комплементарности аллелей одного или разных генов при скрещиваниях и инцухте, трехплодные семена могут фенотипически проявляться при скрещивании двуплодных и раздельноплодных растений, а также при инцухте двуплодных.

Такие же закономерности, как и описанные выше при проявлении признака раздельноплодности, наблюдаются и при появлении таких признаков, как сахаристость и масса корнеплода.

ВНИИСС разработана модель генетической детерминации признака массы и сахаристости корнеплода сахарной свеклы, гдеz ₁z ₁, z ₂z ₂ -некомплементарное взаимодействие,z ₁z ₁, z ₂z ₂ -комплементарное взаимодействие, е ₁е ₁, е ₂е ₂ - некомплементарное взаимодействие, Е ₁Е ₁ , Е ₂Е ₂ - комплементарное взаимодействие.

Предложены 4 группы по направлениям продуктивности :

1 - ультрасахаристые : низкоурожайные, среднеурожайные, повышенной урожайности, высокоурожайные;

11 - сахаристые : низкоурожайные, среднеурожайные, повышенной урожайности, высокоурожайные;

111 - среднесахаристые : низкоурожайные, среднеурожайные, повышенной урожайности, высокоурожайные;

1У - низкосахаристые : низкоурожайные, среднеурожайные, повышенной урожайности, высокоурожайные.

Дифференциации селекционного материала станционных элит на группы по направлениям отбора позволяет целенаправленно вести подбор, выделять материалы, которые при гибридизации дают новые необходимые сочетания направлений продуктивности, браковать целые потомства отдельных малопродуктивных генотипов, проводить контроль и управление селекционным процессом.

Описанным выше закономерностям проявления подчиняется и признак ЦМС. Предложена гипотеза, по которой возможна гетерогенность по цитоплазме. Установлено, что стерильность и фертильность пыльцы у сахарной свеклы обуславливается кумулятивным взаимодейстивем четырех состояний цитоплазматических (s ^---иn⁺⁺⁺) и двух пар ядерных факторов (xxzz, xxzz), находящихся в рецессивном и доминантном состоянии. Одна из причин стерильности пыльцы при самоопылении является гетерозиготность не только ядерных факторов, но и гетерогенность плазмогенов (ns, sn).