CC BY
41
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып.2 (148-149), 2011
Селекция и семеноводство
Я.Н. Демурин,
доктор биологических наук, профессор О.М. Борисенко,
кандидат биологических наук
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии 350038, Россия, г. Краснодар, ул. Филатова, д.17 Тел.: (861) 274-55-94 Е-mail: [email protected]
НАСЛЕДОВАНИЕ ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ В МАСЛЕ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА
Ключевые слова: материнский эффект, ре-ципрокные скрещивания, олеиновая кислота, линия
УДК 633.854.78:575
Введение. В мировой литературе по селекции подсолнечника на качество масла описывается практическое значение феноти-пического класса повышенного содержания олеиновой кислоты - 55-75 % от суммы жирных кислот в семенах. Получаемое масло относится к т.н. «mid oleic» или «Nusun» типу [1, 2]. Важно отметить, что используемые для производства такого масла коммерческие гибриды и линии имеют в своей генетической основе мутацию высокоолеиновости «high oleic» Ol [3].
В генетической коллекции подсолнечника ВНИИМК имеется уникальная линия ЛГ27 с повышенным содержанием олеиновой кислоты в масле семян - около 62 %. Эта линия получена при самоопылении растений и отборе отдельных генотипов образца мировой
коллекции ВИР К2210 и не содержит мутации высокоолеиновости [4]. Высказана гипотеза, что признак повышенного содержания олеиновой кислоты линии ЛГ27 контролируется рецессивным аллелем, обозначенным о/1, отличающимся как от мутации 01, так и от аллеля дикого типа о1 [5]. Однако детального изучения влияния генотипа материнского растения при этом не проводилось.
Необходимость дальнейшего изучения генетики признака повышенного содержания олеиновой кислоты легла в основу данного исследования.
Материал и методы. Использовали три константные линии генетической коллекции подсолнечника с различным жирнокислот-ным составом масла в семенах: обычную ВК580 (рецессивное ветвление), высокоолеиновую ЛГ26 (мутация 01, комплекс морфологических маркерных признаков) и повышенноолеиновую ЛГ27. В полевых условиях 2006 г. были проведены реци-прокные комбинации скрещиваний: ЛГ27 х ЛГ26, ЛГ26 х ЛГ27; ЛГ27 х ВК580 и ВК580 х ЛГ27. В 2007 г. в полевых условиях были получены семена Р, Рь Б2 и ВСЬ
Полевые опыты проводили при расстановке растений 70 х 35 см. Использовали индивидуальные сетчатые изоляторы при самоопылении корзинок, ручной кастрации и гибридизации. В лабораторных условиях в 2008-2009 гг. определяли жирнокислотный состав масла в отдельных семенах методом газожидкостной хроматографии метиловых эфиров на приборе Хром 5.
Результаты и обсуждение. В реципрок-ных скрещиваниях линии ЛГ27 с высокоолеиновой ЛГ26 признак повышенноолеино-вости показал полную рецессивность при отсутствии материнского эффекта (табл. 1). В реципрокных популяциях Б2 от скрещивания ЛГ27 х ЛГ26 наблюдалось моногенное расщепление семян по двум фенотипическим классам высокоолеиновый и повышеннооле-иновый в отношении 28 : 12 , при %23:1 = 0,45, р > 0,05 (рис. 1). Эти данные соответствуют полученным ранее результатам.
С другой стороны, установлен необычный факт, что в реципрокных скрещиваниях линии ЛГ27 с обычной низкоолеиновой линией ВК580 в и ВС1 признак повышенного содержания олеиновой кислоты подвергался полному материнскому влиянию, т.е. на 100 % определялся генотипом материнского растения (табл. 1). Однако, в отдельных семенах Б2 от реципрокных скрещиваний линий
ЛГ27 и ВК580 наблюдались однотипные континуальные одновершинные распределения с не различающимися существенно средними значениями 48 и 52 %, что указывает на отсутствие материнского наследования признака повышенноолеиновости при его детерминации генами аддитивного действия (рис. 2). Данные о полном материнском эффекте при скрещиваниях с участием повы-шенноолеиного генотипа получены впервые.
Таблица 1 - Жирно-кислотный состав масла в семенах линий, ¥1 и ВС1 у подсолнечника
Генотип Содержание олеиновой кислоты, %
ЛГ26 86,8
ЛГ27 68,7
ВК580 34,1
Е1 ЛГ26 х ЛГ27 87,2
ВС1 (ЛГ26 х ^ ЛГ27 х ЛГ26) 87,0
Е1 ЛГ27 х ЛГ26 90,9
ВС1 ЛГ27 х ^ ЛГ27хЛГ26) 85,2
Е1 ВК580 х ЛГ27 32,2
ВС1 ВК580 х ^ ВК580 х ЛГ27) 31,6
Е1 ЛГ27 х ВК580 65,4
ВС1 ЛГ27 х ^ ВК580 х ЛГ27) 66,0
НСР05 3,7
30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
ОлеинОЕая кислота, %
Рисунок 1 - Расщепление в Б2 по содержанию олеиновой кислоты в отдельных семенах подсолнечника при скрещивании линий ЛГ27 х ЛГ26
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып.2 (148-149), 2011
Число семян, шт.
■10 / I
Рисунок 2 - Расщепление в по содержанию олеиновой кислоты в отдельных семенах подсолнечника при реципрокных скрещиваниях линий ЛГ27 и ВК580
of Plant Breeding, V.4, ed. J. Vollmann and I. Rajcan, Springer, 2009.- P.155- 232.
2. Vear F. Classic genetics and breeding // Genetics, genomics and breeding of sunflower, ed. J. Hu, G. Seiler and C. Kole, Science Publisher, 2010. - P.51-77.
3. Miller J.F., Vick B.A. Registration of four mid-range oleic acid sunflower genetic stocks // Crop Science, 2002. - V. 42, № 3. - P. 994.
4. Демурин Я.Н. Генетический анализ и селекционное использование признаков состава жирных кислот и токоферолов в семенах подсолнечника // Автореф. дис. на соиск. уч. степ. д-ра биол. наук. - Санкт-Петербург, 1999. - 36 с.
5. Demurin Ya., Skoric D., Veresbaranji I., Jocic S. Inheritance of increased oleic acid content in sunflower seed oil // Helia. - 2000. - V. 23, № 32. - P. 87-92.
Заключение. Полученные данные указывают на существование у подсолнечника трёх генетически контролируемых фенотипиче-ских классов по содержанию олеиновой кислоты в масле семян - обычному низкоолеиновому - около 34 % (линия ВК580), повышенноолеиновому - около 69 % (ЛГ27) и высокоолеиновому - около 87 % (ЛГ26). В скрещивании линий ЛГ27 х ЛГ26 наблюдались моногенность и рецессивность признака повышенноолеиновости без материнского эффекта, а в реципрокном скрещивании линий ЛГ27 и ВК580 - полный материнский эффект в Р1 и ВС1 без материнского наследования признака в Б2.
Благодарности. Завершающие этапы работы проведены при грантовой поддержке со стороны ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии в рамках региональных проектов РФФИ № 11-04-96522 «Биохимическая генетика запасных липидов в семенах подсолнечника» (госрегистрация № 01201174501) и № 11-04-96524 «Генетический анализ супрессии мутации высокоолеиновости масла в семенах подсолнечника» (госрегистрация № 01201174502).
Список литературы
1. Fernandez-Martinez J.M., Perez- Vich B., Velasco L. Sunflower, in: Oil Crops, Handbook
