Способ индуцирования мутаций у растений

Способ индуцирования мутаций у растений

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений, и может быть использовано в мутационной генетике для создания новых сортов растений.

Известно применение модификаторов частоты индуцирования мутаций у растений, цитологических красителей - фуксина основного, аурамина и кармина методом вакуум-фильтрации. С последующей обработкой семян мутагеном - ионизирующим излучением радиоактивного изотопа ¹³⁷С, в дозах 50-100 Гр. (патент RU №1316602, МПК 7 А 01 Н 1/04, 15.06.87 г.).

Недостатком применения известных модификаторов является ковалентная модификация ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) семян растений токсичными химическими соединениями, что может привести к угнетению жизненных функций.

Технический результат заключается в повышении частоты мутаций в искусственном мутагенезе и увеличении выхода хромосомных аббераций с одновременным повышением жизнеспособности семян.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе индуцирования мутаций у растений, включающем обработку семян мутагеном, с последующей промывкой в проточной воде и высушиванием, семена подвергают предварительной обработке сульфатом железа (II) с концентрацией 4-5 ммоль в течение 5-10 ч с последующим облучением их потоком отрицательных аэроионов на расстоянии 23-25 см в течение 40-80 мин.

Если концентрация сульфата железа (II) будет менее 4 ммоль, понижается мутагенный эффект, концентрация более 5 ммоль вызывает токсическое действие. Время обработки семян сульфатом железа (II) не должно превышать 10 ч, так как более длительная обработка негативно влияет на процесс прорастания семян.

Если величина воздушного промежутка над слоем семян будет больше 25 см, возможно возникновение неравномерности потока отрицательных аэроионов, что приводит к изменению плотности аэроионного тока по всей площади расположения ионизируемых семян и обуславливает их некачественную обработку. Если воздушный промежуток над слоем семян меньше 23 см, необходимо для требуемой дозы уменьшить величину ионного тока и время ионизации семян, что также влияет на качество обработки семян.

Время воздействия на семена потоком отрицательных аэроионов составляет 40-80 мин, в этот промежуток времени семена получают оптимальное количество отрицательных аэроионов, необходимых для выхода хромосомных аббераций. Воздействие на семена потоком отрицательных аэроионов менее 40 мин приводит к уменьшению выхода хромосомных аббераций, более 80 мин - к угнетению жизненных функций семян.

Способ осуществляют следующим образом. Воздушно-сухие семена обрабатывают раствором сульфата железа (II), концентрацией 4-5 ммоль. Время экспозиции до 5-10 ч с последующей промывкой в проточной воде. Затем на семена воздействуют потоком отрицательных аэроионов, для этого их помещают, например, под электроэффлювиальный ионизатор воздуха, который образует отрицательно заряженный кислород супероксид О₂ в процессе тихого разряда без примесей озона и положительных аэроионов. Семена помещают на расстоянии 23-25 см от электроэффлювиального ионизатора. Содержание аэроионов, определенное в месте обработки, составляет при 40 мин 1,3 млн., при 60 - мин 2 млн., при 80 мин - 2,7 млн. в см³. Семена высевают для выращивания первого поколения (M₁) после обработки, во втором поколении (М₂) получают измененные растения, в третьем поколении (М₃) проверяют мутационную (наследственную) природу, отбирают мутации и рассчитывают их частоту по известным методикам экспериментального мутагенеза. В табл. 1 показано увеличение выхода хромосомных аббераций, что характеризует данный подход как эффективный в получении исходного материала при селекции.

Таблица 1.
Семена	Время облучения, мин	Клетки с абберациями,%
Замоченные в воде (контроль).	0	2,20±0,04
40	1,23±0,05
60	1,60±0,01
80	1,56±0,01
Обработанные раствором сульфата железа (II)	0	4,29±0,01
40	2,15±0,11
60	3,29±0,09
80	3,72±0,08

Выход хромосомных аббераций повышается при обработке семян сульфатом железа (II) в 1,95 раз. Последующая обработка семян потоком отрицательных аэроионов увеличивает выход хромосомных аббераций в 1,74-2,39 раз. В результате повышается эффективность получения мутантного материала при селекции.

Способ индуцирования мутаций у растений, включающий обработку семян мутагеном, с последующей промывкой в проточной воде и высушиванием, отличающийся тем, что семена подвергают предварительной обработке сульфатом железа (II) с концентрацией 4-5 ммоль в течение 5-10 ч с последующим облучением их потоком отрицательных аэроионов на расстоянии 23-25 см в течение 40-80 мин.