Краткая информация о проекте молодых ученых по грантовому финансированию МОН РК на 2021-2023 гг. ИРН AP09057999 «Создание гибридов сахарной свеклы с генетически идентифицированными свойствами на основе молекулярной селекции и биотехнологии для устойчивого внедрения их в производство»

Актуальность: Сахарная свекла — это перекрестноопыляемая культура, селекция которой основана на скрещивании диплоидных цитоплазматических линий с мужской стерильностью (ЦМС) и тетраплоидных или все чаще диплоидных линий опылителей, что приводит к получению триплоидных или диплоидных гибридов соответственно.

На современном этапе основным направлением селекции сахарной свёклы является создание высокопродуктивных гетерозисных гибридов на ЦМС основе. При скрещивании стерильных форм со сростноплодными фертильными опылителями должна быть обеспечена полная гибридизация стерильного компонента и получение гетерозисного эффекта в фабричной генерации. При получении гетерозисных гибридов селекционеры используют константные (гомозиготные) исходные линии с высокой комбинационной способностью. Это вызывает инбридинговую депрессию и снижение генетической изменчивости. Кроме этого проблемой в селекции сахарной свеклы является то, что родительские линии могут являться не однородными и представлять собой смеси генотипов, соответственно и гибриды F1 будут состоять из смесей растений из различных родительских комбинаций. Это приводит к некоторым трудностям при испытании и регистрации гибридов сахарной свеклы. Поэтому важное значение имеет генетическое и селекционное изучение проявления признаков ЦМС, раздельноплодности, продуктивности, формы корнеплода и изучение комбинационной способности вновь созданных материалов.

Целью проекта является увеличение эффективности производства сахарной свеклы путем повышения генетического потенциала продуктивности, создания и внедрения новых гетерозисных  гибридов с ускоренной системой первичного семеноводства.

Ожидаемые и достигнутые результаты  2021 года:

Проведен отбор селекционного материала с применением индивидуальной поляризации и испытание на комбинационную способность. Выбраны крупные, мелкие высокосахаристые корнеплоды из 27 линий родительских форм в количестве 516 штук. Для испытания на комбинационную способность выбран 25 комбиниций скрещиваний. Проведена оценка отобранных материалов в стационарных испытаниях в предварительных и основных питомниках. Результаты оценки показали, что отобранные материалы были устойчивы к кагатной гнилью (70-80%) имели массу 300-400г, содержание сухих веществ в корнеплодах (15-31%). В клумбах-изоляторах проведена гибридизация путем скрещивания межлинейных, межсортовых линий, а также путем использования ЦМС линий и МС форм (105клумб). В этих клумбах созданы исходные материалы методами возвратно-насыщающих, рекуррентных скрещиваний, инцухт-методом и получены диплоидные линий сахарной свеклы стерильные по пыльце. На изолированных участках были размножены и получены семена: семена апозиготически размноженных стерильных гибридов зарубежной селекции – 3, синтетиков – 4, пробных МС гибридов – 15, повторных скрещиваний МС гибридов – 3, в количестве 89 кг.

С целью оценки генетической оригинальности и однородности новых линий сахарной свеклы, планируемых для использования в качестве компонентов гибридов были подобраны 10 SSR-маркеров. По каждому маркеру была оптимизирована реакционная среда и режимы ПЦР. В результате оптимизации апробированы 3 состава реакционной смеси, из них был выбран наиболее оптимальный состав, который подошел  для 8  маркеров. Проведен ПЦР-анализ, выделен ДНК по оценке генетической чистоты и однородности  изучаемых 15 линий сахарной свеклы, планируемых к использованию в качестве компонентов гибридов с использованием ДНК-маркеров (8 SSR – маркеров). Работа проведена на основе анализа ДНК 20 отдельных индивидуальных растений каждой линии (300  индивидуальных чистых проб ДНК).

В текущем году тестирование растений на наличие гена устойчивости к мучнистой росе проводили с использованием праймера Pm36 F/R. Данный маркер разработан российскими учеными в системе BLAST, на основе информации международной базы данных биологических публикаций PubMed (NCBI) к локусу Pm36. Этот ген находится на хромосоме 2 и кодирует один из рецепторных бифункциональных TENA-E белков, участвующих в распознавании патогена и активации нисходящих путей защиты в ответ на био- и абиотические стрессы По изучаемым 8 SSR-маркерам выявлен полиморфизм микросателлитных локусов линий сахарной свеклы. Наибольшее количество аллелей (3) было детектировано у маркеров Bvv 53, Bvv155,  SB04 и FDSB957. Подсчитаны значение PIC по 8 маркерам. Наиболее высокие PIC были отмечены по маркерам: FDSB1007 — 0,28%,  FDSB957 -0,23%, Bvv155 — 0,20%. Анализ ДНК спектров в разрезе индивидуальных растений показал, что 67 % изучаемых линий сахарной свеклы достаточно однородны. Наибольшая однородность отдельных индивидуальных растений (100%) внутри линии по шести маркерам была отмечена по ЦМС линии FMS 1Rh 184 (Польша) и О – тип (Украина), по пяти маркерам у линий: FMS162, FMS 173, FMS Rh 167 (Польша) О – типа (США 3531), Iranskaya belaya, 17-232 ОП, 17231-ОП (Украина), Опылитель. Гетерогенность по 6 маркерам зафиксирована у КазМС, по 5 маркерам у ОП-14044, FMS Cr 183, FMS 161, по 4 маркерам у сорта Белоцерковская односемянная. 

Проведена оценка 20 гибридов сахарной свеклы выращенных в условиях Северо-Казахстанской и Павлодарской области по хозяйственно-ценным признакам: урожайность, содержание сахара, устойчивость к поражению болезнями и сельскохозяйственным вредителям, адаптивность. Средняя урожайность новых гибридов в Северно-Казахстанкой области составила 354,88ц/га, а в Павлодарской области 379,1 ц/га среднее содержание сахара 16,71%, 18,9% и средний показатель сбора сахара составил 59,34 ц/га и 71,1ц/га соответственно. Следует отметить, что в условиях Павлодарской области содержание сахара немного выше, чем по сравнению в Северо-Казахстанской области. Изученные гибриды сахарной свеклы отличились устойчивостью к мучнистой росе, корневой гнили, церкоспорозу в обеих регионах Казахстана. В незначительной степени были поражены луговым мотыльком в Северно-Казахстанской области (1 балл). Оценка на адаптивность гибридов сахарной свеклы в условиях Северо-Казахстанской и Павлодарской областях предполагают хорошую сохранность растений к уборке и способность показывать максимально возможную продуктивность и высокое качество продукции в почвенно-климатических условиях зоны.  

Члены исследовательскойгруппы:

1 Научный руководитель проекта, доктор PhD Табынбаева Л.К.   Scopus Author ID: 57194585925 ORCID 0000-0001-9721-6737
  Исполнители:    
2 Научный сотрудник, лаборатории сахарной свеклы, доктор PhD Елназарқызы Р. Scopus Author ID  57209689687 ORCID  0000-0002-6653-7041
3 Научный сотрудник лаборатории биотехнологии, физиологии, биохимии растений и оценки качества продукции , магистр Амангельдиева А.А   Scopus Author ID:  57216439423 ORCID  0000-0003-2664-0033
4 Младший научный сотрудник лаборатории сахарной свеклы, магистр Байтана Е.Қ.  
5 Старший лаборант лаборатории биотехнологии, физиологии, биохимии растений и оценки качества продукции Даниярова А. Scopus Author ID: 56047231400 ORCID 0000-0001-5298-0176
6 Старший лаборант лаборатории сахарной свеклы, магистр Оспанбекова А.  

Список публикаций

1. Бастаубаева Ш.О., Конысбеков К.Т., Мусагоджаев Н.Т., Табынбаева Л.К., Аянбек Г.Ж., Нусубалиева Ф. Н., Шарипов А.К. Производство побочной продукции свеклосахарного производства путем внедрения инновационных безотходных технологий /Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы агронауки в условиях адаптации к глобальному изменению климата», посвященной 75-летию д.с.-х.н., проф., акад. НАН РК и АСХН РК Мейірман Ғ.Т. (17-18 июня 2021 года) Алмалыбак, 2021. -Т.1. –С. 417-422.

https://kazniizr.kz/wp-content/uploads/2021/06/Sbornik-konf.-75-let.-Mejrman-G.T.-08.06.21.pdf

КазНИИЗиР © 2020 Все права защищены.

Dark Mode
X