Введение к работе
Актуальность темы. Подсолнечник (Helianthus annuus L.) занимает четвёртое место в мировом списке производства растительных масел, являясь основной масличной культурой нашей страны. На долю подсолнечника в России приходится около 80% посевных площадей масличных культур и 90% выработки растительных масел.
Селекция подсолнечника на улучшение качества масла заключается в создании сортов и гибридов с новыми типами масла, определяемыми характером его использования. Одной из важных проблем при этом является повышение устойчивости масла к окислению с целью предотвращения накопления токсичных продуктов прогоркания во время его хранения и использования. Окислительная стабильность масла в значительной степени зависит от состава и молекулярного положения жирных кислот в молекуле триацилглицеролов.
Подсолнечное масло с наследственно высоким содержанием олеиновой кислоты около 85% (признак высокоолеиновости) обладает пятикратным увеличением индукционного периода в процессе окисления по отношению к маслу с обычным содержанием олеиновой кислоты около 35%. Следовательно, этот биохимический признак семян является селекционно-ценным.
В 1976 г. во ВНИИМК К. Солдатовым с использованием химического мутагенеза впервые в мире был создан сорт-популяция подсолнечника Первенец с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле около 75%. Этот сорт стал уникальным донором признака высокоолеиновости в селекционных программах получения межлинейных гибридов подсолнечника в разных странах.
Высокоолеиновые гибриды подсолнечника широко распространены в мире, например, во Франции они занимают около 60% посевной площади под этой культурой, тогда как в России - менее 1%.
В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в России в 2009 г., включены высокоолеиновые генотипы -сорт Круиз и гибрид Гермес (ВНИИМК), гибриды Орасол (Монсанто) и Ферти (Сингента).
Знание генетического контроля исследуемого признака имеет большое значение в выборе селекционной стратегии при создании, как сортов-популяций, так и межлинейных гибридов.
Изучение наследования высокоолеиновости, проведённое в разных странах, позволило выдвинуть целую серию гипотез о её генетическом контроле от одного до пяти генов с различными типами взаимодействий. Развиваемая нами гипотеза основывается на неполной пенетрантности доминантной мутации высокоолеиновости в гетерозиготе за счёт действия супрессора.
Цель и задачи исследования. Целью работы являлось генетико-селекционное изучение мутации высокоолеиновости масла в семенах подсолнечника.
Для достижения цели было необходимо решение следующих задач:
- провести скрининг супрессорных по отношению к мутации
высокоолеиновости генотипов в мировой коллекции, включая селекционные
линии ВНИИМК;
- изучить наследование признака высокоолеиновости в скрещивании с
супрессорными линиями;
- создать генетическую коллекцию подсолнечника по содержанию
олеиновой кислоты в масле семян;
- разработать способ гибридизации растений подсолнечника в условиях
искусственного климата.
Научная новизна. Впервые проведён гибридологический анализ признака высокоолеиновости масла в семенах подсолнечника в скрещивании с супрессорными линиями. Показано фенотипически скрытое гипостатическое состояние доминантной мутации высокоолеиновости у гомозиготной линии RIL100. Установлено отсутствие влияния супрессора на мутацию высокоолеиновости у линии ЛГ26. Обнаружено независимое наследование в F2 мутации Ol с тремя генами, контролирующими: антоциановую окраску язычковых цветков, присутствие антоциана в гиподерме перикарпия и доминантное ветвление всего растения.
Практическая значимость результатов исследований. Образцы генетической коллекции подсолнечника с различным содержанием олеиновой кислоты являются исходным материалом для селекции межлинейных гибридов на качество масла. Мозаичность гетерозиготных семян промежуточного фенотипического класса по олеиновой кислоте представляет собой явление, которое необходимо учитывать в отборах из расщепляющихся потомств с использованием прижизненного анализа отдельных семян. Получена селекционная высокоолеиновая линия-восстановитель фертильности пыльцы ВК508. Разработан метод получения гибридов подсолнечника в условиях фитотрона на основе фотопериодической мужской самостерильности.
Положения, выносимые на защиту.
Скрининг образцов мировой коллекции подсолнечника на присутствие супрессора;
неполная пенетрантность доминантной мутации высокоолеиновости в гетерозиготе за счет супрессорного эффекта генотипического фактора;
генетическая коллекция линий с различным содержанием олеиновой кислоты;
- способ гибридизации растений в условиях фитотрона.
Апробация работы и публикация результатов исследований.
Результаты работы докладывались на I Всероссийской научной конференции молодых учёных и студентов "Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах", 27-30 сентября, 2004 г., Анапа;
3-й международной конференции молодых ученых и специалистов "Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур", 28-30 марта, 2005 г., Краснодар; XVI международной конференции по подсолнечнику, 29 августа-2 сентября, 2004 г., Фарго, Северная Дакота, США; совещании по подсолнечнику FAO, 17-20 июля, 2005 г., Нови Сад, Сербия; 4-й международной конференции молодых учёных и специалистов "Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур", 27-29 марта, 2007 г., Краснодар; XVII международной конференции по подсолнечнику, 8-12 июня, 2008 г., Кордова, Испания.
Работа выполнена при поддержке региональных грантов РФФИ № 03-04-96759 "Неполная пенетрантность мутации высокоолеиновости масла семян подсолнечника Helianthus annuus L." и № 06-04-97603 "Взаимодействие генов биосинтеза жирных кислот запасных липидов в семенах подсолнечника".
По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе три статьи в реферируемых изданиях, рекомендованных ВАК.
Объём и структура работы. Диссертация изложена на ПО страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 разделов, выводов, рекомендаций для практики, списка литературы, 8 приложений, включает 26 таблиц и 12 рисунков. Список библиографических источников содержит 123 наименований, в т.ч. 74 на иностранных языках.
