CC BY
22ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫЕ СВОЙСТВА ПАРТЕНОГЕНЕТИЧЕСКИХ КЛОНОВ ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА
12 3
Акилов У.Х. , Ларькина Е.А. , Мирзаходжаев Б.А.
'Акилов УлугбекХакимович - младший научный сотрудник;
2Ларькина Елена Алексеевна - старший научный сотрудник, лаборатория генетики тутового шелкопряда;
3Мирзаходжаев Бахтиер Анварович - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, лаборатория механизации шелководства, Научно-исследовательский институт шелководства, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: в данной статье приводятся результаты исследований основных хозяйственно-ценных свойств изогенных партеногенетических клонов тутового шелкопряда. Определено, что биологические и технологические показатели партеноклонов находятся на уровне контроля. Это даёт основания использовать партеноклоны в гибридизации. Партеногенетические клоны представлены только одним полом - женским, поэтому отпадает необходимость в операции по делению коконов по полу при создании гибридов. Кроме того, клоны тутового шелкопряда отличаются стабильностью морфологических и биологических признаков, что при гибридизации обеспечивает однородность коконов и, как следствие, их лучшую разматываемость. Таким образом, с экономической точки зрения партеногенетические клоны, как компоненты промышленных гибридов тутового шелкопряда, представляют несомненный интерес для промышленного шелководства. Ключевые слова: партеногенетический клон, тутовый шелкопряд, грена (яйцо), гибрид, жизнеспособность гусениц, масса кокона, шелконосность коконов.
Введение
Получение генетически идентичных копий животных - одна из самых интересных и труднейших проблем экспериментальной биологии и сельского хозяйства.
Разработка Б.Л. Астауровым [1, с. 30.] метода амейотического партеногенеза по существу решила проблему клонирования самок тутового шелкопряда.
Повторение у партеногенетического потомства генотипа матери свидетельствует о выпадении редукционного деления при созревании стимулированных к партеногенезу яиц. В результате потомству передается ядро той же самой генотипической конституции, что и у матери. Следовательно, искусственно полученный Б.Л. Астауровым партеногенез относится к амейотическому или соматическому типу, а по появлению только самок - к телитокическому типу. В результате температурного воздействия разрушается мейотическое веретено и происходит деконъюгация гомологичных хромосом. Затем в яйцеклетке возникает новое веретено с метафазной пластиной, элементы которой уже не конъюгируют и претерпевают только одно эквационное деление. В результате образуется только диплоидное направительное тельце и диплоидный пронуклеус, совершенно идентичный материнскому диплоидному комплексу по хромосомному и генному набору. С участием этого пронуклеуса и протекает партеногенетическое развитие яйца.
Повторение генотипа матери партеногенетическими дочерьми позволило получать партеногенетические, всегда изогенные клоны.
Партеноклоны именно в силу своей изогенности представляют несомненный интерес для гибридизации. Работы В.А. Струнникова [2, с. 12] доказали возможность использования клонов тутового шелкопряда для получения 100%-но чистых высокогетерозисных промышленных гибридов.
Участие в гибридах меченных по полу пород [3, с. 58] еще более облегчает задачу, поскольку на грензаводы поступают коконы партеноклона, состоящие только из самок, и коконы меченных по полу пород, разделенных по полу ещё на стадии яиц, самки и самцы которых выкормлены раздельно. Поэтому нет необходимости проводить дорогостоящую, длительную и очень неточную операцию по разделению коконов по полу. Таким образом, на грензаводах (предприятие для размножения яиц тутового шелкопряда) легко организуются все условия для создания 100%-но чистых, незасоренных материнскими породами, гибридов [4, с. 7].
Сохранение основных свойств партеноклонов может быть достигнуто только строгим соблюдением всех необходимых правил агротехники содержания тутового шелкопряда.
1. Материалы и методы
Работа проводилась в лаборатории генетики тутового шелкопряда научно-исследовательского института шелководства в 2018-2020 годах.
В качестве материала для исследования использовались партеногенетические клоны, содержащиеся в мировой коллекции тутового шелкопряда НИИШ: 9ПК, А-153ПК, 5140ПК, АПК [5, с. 36].
Инкубация и выкормка гусениц всех линий и пород проводилась в полном соответствии с методикой экспериментальных выкормок, утвержденной для белококонных пород. В соответствии с этой же методикой собирались и статистически обрабатывались все данные, полученные в результате хранения и инкубации грены, выкормки гусениц, взвешивания коконов [6, с. 26].
При выкормке всех используемых в эксперименте пород и линий применялся метод отбора по двигательной активности [7, с. 51].
Кроме того, в эксперименте использовался прием раннего срока начала выкормки, совпадающего с появлением на шелковице первых 3-4 листочков. При этом условии гусеницы первых трех возрастов выкармливаются листьями с повышенным содержанием влаги, что способствует успешной реализации генетического потенциала.
После анализа коконов, для репродукции и гибридизации отбирались лучшие по форме и шелконосности коконы.
Репродукция партеногенетических клонов проводилась по методу Б.Л. Астаурова [1, с. 30-50.].
2. Обсуждение результатов исследования
В 2018, 2019, 2020 году грена (яйца тутового шелкопряда) клонов была проинкубирована и гусеницы выкормлены в 8 повторностях по 220 гусениц в каждой. Их биологические показатели приведены в таблице 1.
Наименование материала Год Жизнеспособность гусениц, % Масса кокона, г Масса оболочки, мг Шелконос-ность,%
X ±8 X Су X ±8 X Сv X ±8 X Сv X ±8 X Сv
АПК 2018 95,3±3,3 9,8 1,53±0,06 3,5 325±9,1 6,2 21,2±0,8 3,2
2019 96,0±3,0 7,0 1,56±0,03 3,2 326±7,0 5,0 21,0±0,3 3,2
2020 92,0±2,9 8,8 1,44±0,06 4,0 274±6,1 4,5 19,0±0,4 3,0
9 пк 2018 83,0±2,4 9,0 1,27±0,03 4,8 228±8,2 5,9 18,0±0,3 8,4
2019 94,1±1,2 6,9 1,50±0,03 3,5 320±6,9 5,2 21,3±0,3 4,0
2020 89,1±2,0 8,1 1,50±0,03 4,0 282±7,2 5,0 19,9±0,3 5,3
А-153ПК 2018 81,3±3,2 9,0 1,76±0,03 3,0 333±8,5 6,0 18,9±0,3 3,1
2019 82,0±2,9 9,1 1,74±0,03 2,9 330±7,9 5,8 19,0±0,4 3,0
2020 83,1±3,0 8,5 1,75±0,03 2,5 331±8,0 5,7 18,9±0,3 2,9
5140ПК 2018 84,1±2,4 7,9 1,67±0,03 2,2 354±7,5 6,0 21,2±0,3 2,1
2019 82,0±2,8 8,0 1,65±0,03 2,4 350±7,0 5,7 21,2±0,3 2,0
2020 79,3±3,0 8,2 1,66±0,03 2,5 352±6,8 5,4 21,2±0,3 2,0
?? Ипакчи 1 (к) сред 93,0±3,5 12,0 1,52±0,07 10,1 319±9,2 10,3 21,0±0,3 9,8
Из таблицы 1 видно, что партеноклоны являются среднекоконными породами -масса кокона колеблется по годам от 1,27 г до 1,76 г, масса оболочки от 228 мг до 354 мг. Жизнеспособность гусениц достаточно высокая - 83,0-96,0% и находится на уровне контроля - 93,0%. Шелконосность коконов 18,0% - 21,3% характерна для самок тутового шелкопряда, а клоны, как известно, представлены только одним полом - женским. Лучшими по жизнеспособности оказались клоны АПК (92,0 - 96,0) и 9ПК (83,0 - 94,1).
Высокой массой кокона отличились клоны А-153ПК (1,74 - 1,76 г) и 5140 ПК (1,65 - 1,67 г).
Шелконосность у всех клонов примерно одинакова и находится на уровне контроля (21,0%).
Данные таблицы 1 свидетельствуют также о том, что вариации биологических признаков небольшие, что подтверждает однородность партеногенетических клонов. Константность (замечательное свойство в завершенной природе) является препятствием для селекции, т.к., начиная с первой партеногенетической генерации, исключается генотипическая изменчивость и, вместе с этим, возможность отбора. Между тем, в общем хорошие партеноклоны иногда нуждаются в небольшой корректировке. Это вполне достижимо, хотя и достаточно сложно. В нашей работе улучшение основных биологических показателей может идти только за счет строгого соблюдения необходимых гигротермических условий и улучшения качества корма.
Для того чтобы шелконосность клонально-породного гибрида достигла 22-23%, нужно, чтобы шелконосность пород - компонентов составляла 24-25%, при шелконосности клонов 18-19%. Все хозяйственно-ценные показатели клонов остаются неизменными из поколения в поколение, поэтому улучшению путем селекционного отбора могут быть подвергнуты только породы-компоненты.
В процессе работы были изучены также технологические свойства коконной нити партеногенетических клонов (таблица 2).
Таблица 2. Результаты испытаний технологических свойств коконной нити исследуемых
партеноклонов (2018 - 2020 годы)
Наиме нова-ние матери ала Год Вес 1го сух. кокона, г Выход, % Метричес кий номер нити ДНРКН, м Общая длина кокон. нити, м
шелка-сырца шелкопрод уктов
АПК 2018 0,642 40,95 46,24 3514 758 952
2019 0,648 41,01 46,72 3323 821 970
2020 0,620 42,37 46,91 3520 802 986
9 ПК 2018 0,814 42,23 49,36 3335 900 1215
2019 0,709 41,35 47,93 3347 975 1126
2020 0,737 43,37 48,35 3370 910 1115
А-153ПК 2018 0,630 41,27 48,81 3110 681 831
2019 0,641 42,01 47,56 3211 803 900
2020 0,630 41,25 48,90 3109 799 907
5140ПК 2018 0,888 46,44 51,79 2576 1034 1199
2019 0,870 46,40 50,80 2710 1020 1100
2020 0,866 45,90 50,02 2900 1000 1150
Ипакчи 1 (к) Сред 0,720 43,20 49,02 3340 93,0 1120
Как следует из таблицы 2, клоны отличаются высокими показателями тонины коконной нити, например, метрический номер нити у АПК - 3323-3520, у 9ПК - 33353370. Однако, поскольку клоны представлены самками, вес сухого кокона у них несколько ниже, чем у обоеполой породы Ипакчи-1 (АПК - 0,620-0,648г и 9ПК -
0.709.0,814г) и выход шелкопродуктов (АПК - 46,24-47,91% и 9ПК - 47,93-49,36%) ниже, чем у контроля (0,720г, 49,02%).
Исключение составляет 5140 ПК, у которого практически все показатели выше, чем у обоеполой породы Ипакчи 1.
Обращает на себя внимание стабильность технологических свойств коконной нити клонов по годам. Например, выход шелкопродуктов у АПК составил в 2018 году -46,24%, в 2019 - 46,72% в 2020 - 46,91%; Общая длина коконной нити у 9ПК оказалась в 2018году - 1215м, в 2019 - 1126м, в 2020 - 1115м.
Гибридизация партеногенетических клонов с породами, обладающими высокими качествами шелковины, приведет к появлению тонкошелковистых гибридов с длинной нитью. Выводы
1. Биологические и технологические характеристики партеногенетических клонов находятся на уровне контроля и соответствуют показателям самок.
2. Партеногенетические клоны не нуждаются в многолетней и многоплановой селекционной работе, а также в трудозатратном и очень неточном процессе деления коконов по полу, поскольку представлены только одним полом - женским.
3. Партеногенетические клоны тутового шелкопряда могут быть использованы в качестве материнского компонента в межпородной гибридизации.
Список литературы
1. Астауров Б.Л. Опыты по экспериментальному андрогенезу и гиногенезу у тутового шелкопряда. // Биол.журн., 1937. Т. 6, № 1. С. 30-50.
2. Струнников В.А., Гуламова Л.М., Курбанов Р. О возможности использования партеноклонов тутового шелкопряда в гибридизации. // Научные основы развития шелководства. Вып. 14. Ташкент, 1980. С. 12-15.
3. Струнников В.А., Гуламова Л.М.Искусственная регуляция пола у тутового шелкопряда. Сообщение 11. Получение меченных по полу гибридов тутового шелкопряда с нормально жизнеспособными самцами. // Генетика, 1971. Т. 7. № 3. С. 58-70.
4. Струнников В.А., Якубов А.Б., Курбанов Р.К. и др. Характеристика перспективных клонов и гибридов с их участием. // Научные основы развития шелководства в Узбекистане, Ташкент, 1984. С. 7-9.
5. Ларькина Е.А., Якубов А.Б., Данияров У.Т. Каталог. Генетический фонд мировой коллекции тутового шелкопряда Узбекистана. // Ташкент, 2012. С. 36-38.
6. Насириллаев У.Н., Леженко С.С. Теория и методика селекции и племенного дела тутового шелкопряда. // Шелк, 1995. № 1-2. С. 26.
7. Ларькина Е.А., Салихова К., Якубов А.Б. Использование метода отбора по двигательной активности для сохранения свойств коллекционных пород тутового шелкопряда. // Агроилм. 2 (22), 2012. С. 51.
