Статья: Наследование признака высокого содержания олеиновой кислоты в масле подсолнечника

Таблица 2 - Содержание олеиновой кислоты в масле высоколеиновой линии ЛВО7 и ее производных, %

Как видно, все они имеют содержание олеиновой кислоты выше 77 % и, что самое важное, не расщепляются в последующих поколениях. Среднее содержание олеиновой кислоты в масле этой группы линий 86,89 ± 9,48 %. Доверительный интервал: 77,41-96,37 %.

В дальнейшем мы рассматриваем эти показатели как интервал содержания олеиновой кислоты для высокоолеиновых линий. Кроме того, все эти образцы характеризуются достаточно низкими коэффициентами вариации, что свидетельствует о стабильности проявления признака в разные годы исследования.

В таблице 2 также представлены несколько линий неизвестного происхождения, полученных в селекционной работе из производственных гибридов. Сравнение их между собой не выявляет существенных отличий. Из представленных линий в скрещивание были вовлечены только две - исходная ЛВО7 и ветвистая высоколеиновая Ех6/1.

При создании высокоолеиновых аналогов линий нами проведено беккроссирование. Материнскую линию обычную по составу масла скрещивали с отцовской высокоолеиновой. Гибрид первого поколения самоопыляли, а пыльцу использовали в качестве отцовского компонента для скрещивания с обычной по составу исходной линией.

Процесс повторяли в некоторых случаях до 7 поколений. Скрещивания проводили по несколько пар вслепую. Состав масла в последующих беккроссах проверяли в масле смеси семян от самоопыления растения, с которого брали пыльцу. Все растения, имевшие промежуточное содержание олеиновой кислоты 55-75 %, в последующем поколении показали расщепление в потомстве. Работа была проведена по восьми линиям, из которых часть были восстановителями фертильности, как ЛВО7, а часть - закрепителями стерильности. В каждом поколении оценивалось не большое количество растений, обычно 6, в некоторых случаях до 20 (табл. 3).

Таблица 3 - Расщепление в потомствах от самоопыления беккроссов и гибридов

Полученные выборки каждая сама по себе не дают возможность проверки статистической достоверности по расщеплениям. Однако общий массив данных по разным скрещиваниям позволяет оценить наследуемость этого признака. Среди представленного материала в качестве доноров признака высокого содержания олеиновой кислоты использованы линии ЛВО7 и Ех6/1. Наиболее низкое исходное содержание олеиновой кислоты (52,02 %) наблюдалось у сложного гибрида (Сх908хЛВО-7)хЕх6/1. В эту комбинацию скрещивания были включены обе высокоолеиновые линии, и при самоопылении получено расщепление на три класса. Все остальные скрещивания, где в качестве донора высокоолеиновости выступала линия Ех6/1, показывали расщепление в потомстве. Однако ни разу не было получено растений с содержанием олеиновой кислоты более 76 %, хотя сама исходная линия имела среднее содержание олеиновой кислоты 89,45 %. К наблюдаемым данным можно выдвинуть гипотезу модели расщепления 1 : 1 или 9 : 7. При суммировании всех потомков самоопылений соотношения 27 : 21 соответствует модели полностью 9 : 7 (х20,05 =0,00 < х20,05 (df=1) = 3,81), и достоверно модели 1: 1(х20,05 =0,75 < х20,05 (df=1) = 3,81).

В данном случае доминирует низкое содержание олеиновой кислоты. Полученные данные не согласуются с общепринятой моделью о доминантном наследовании признака высокоолеиновости. Возможно, это вызвано присутствием в этой линии других генов, влияющих на проявление этого признака.

По второму источнику высоолеиновости были также рассмотрены все потомства со средним проявлением олеиновости от 64,4 до 79,26. В последующих поколениях наблюдалось расщепление на все три класса. В беккроссных потомствах все три класса в общей сложности встречались в равных пропорциях. В расщеплении же второго поколения от скрещивания Л13Б х ЛВО7 наблюдалось преобладание низкоолеиновых потомков.

В таблице 3 также представлены данные по расщеплению во втором поколении комбинации ВИР199 х ЛВО7. Поскольку было получено и проанализировано большое количество растений по составу масла, мы обработали также эти данные согласно методике генетических исследований полигенных признаков и получили распределения, представленные на рис 2.

Рис. 2. Содержание олеиновой кислоты в родительских линиях и потомствах от скрещивания ЛВО7 х ВИР199

На рис. 2 видно, что все растения первого поколения попадают в достаточно узкий диапазон высокоолеиновости - выше 60 % олеиновой кислоты. В то время как высокоолеиновый родитель имеет олеиновую кислоту на уровне выше 80 %. Но распределение во второго поколении наблюдается не плавное нормальное, как можно предполагать в случае полигенных признаков, а имеется наличие нескольких пиков. Число пиков соответствует 5 - максимально опубликованному числу генов. Если разделить потомство второго поколения на растения, соответствующие отцовскому высокоолеиновому компоненту - от 83 % олеиновой кислоты и выше и на все остальные, получим 37:109, что соответствует модели 1 : 3 (х20,05 = 0,09). Если проделать то же самое по низкоолеиновому родителю, получим 112 : 34 т.е. 3 : 1 х20,05 = 0,23.

Можем сделать вывод, что наши исследования с участием линии ЛВО7 подтверждают моногенную модель. В первом поколении наблюдается содержание олеиновой кислоты более близкое к высокоолеиновому родителю. Но все дальнейшие поколения от этих скрещиваний и беккроссные потомства показывают, что гомозиготная форма по выделенному гену обуславливает содержание олеиновой кислоты от 82 % и выше. Все типичные растения с содержанием олеиновой кислоты ниже 80 % в дальнейшем расщепляются на несколько классов. Согласно устным данным о происхождении линии ЛВО7, она произошла из мутантного источника, полученного в ВНИИМК Демуриным Я.М.

Сотрудником Селекционно-генетического института ННАН Солоденко А. Е. при исследовании наших линий ЛВ07 и ВИР199 с использованием праймеров, позволяющих определить наличие инсерции в гене дельта-12-десатуразы, выявлены два аллеля. ДНК- маркер 900 п.н. идентифицирует высокоолеиновую линию подсолнечника ЛВ07 [9].

В перспективе планируется проведение молекулярных исследований на популяции второго поколения. Полученный материал высокоолеиновых линий подсолнечника использован в селекционной работе. На его основе будут переданы новые высокоолеиновые линии подсолнечника в государственное сортоиспытание. Подобранный источник высокоолеиновости - линия Ех6/1 - будет включен в дальнейшие генетические исследования.

Выводы

В коллекции линий подсолнечника Института масличных культур обнаружено два разных по наследованию источника повышенного содержания олеиновой кислоты ЛВО7 и Ех6/1.

Высокое содержание олеиновой кислоты более 82 % у линии ЛВО7 обусловлено действием гомозиготного состояния одного гена. Гетерозигота по этому гену обуславливает повышенное содержание олеиновой кислоты, в диапазоне 63-77 %, что свидетельствует о неполном доминировании аллеля обуславливающего повышение содержания олеиновой кислоты

Установлено наличие в линии Ех6/1 повышенного содержание олеиновой кислоты (89 %), при скрещивании которой с линиями, имеющими обычный состав масла, наблюдалось расщепление на фенотипы с обычным составом кислот и с повышенным содержанием олеиновой кислоты но только до 77 %, что наблюдалось и в следующих поколениях беккроссов.

Литература

1. Солдатов К. И. Воскобойник Л. К., Харченко Л. Н. Высокоолеиновый сорт подсолнечника Первенец. Бюл. НТИпо масличным культурам. Краснодар. 1976. Вып. 3. С. 3-7.

2. Fick G. N. Inheritance of high oleic acid in the seed oil of sunflower. National Sunflower Association (ed.), Proc. Sunflower Research Workshop, Bismark, ND, USA, February 1, 1984. P. 18-19.

3. Urie A. L. Inheritance of very high oleic acid content in sunflower. Proc. 6th Sunflower Res. Workshop. Natl. Sunflower Assooc., Bismarck, ND, USA, February 1, 1984. Р. 9-10.

4. Miller J. F., Zimmerman D. C., Vick B. A. Genetic control of high oleic acid content in sunflower oil. CropSci. 1987. № 27. P.923-926.

5. Velasco L., Perez-Vich B., Fernandez-Martinez J. M. Inheritance of oleic acid content under controlled environment. Proc. 15th International Sunflower Conference. 12-15 June, Toulouse, France. Vol. 1. 2000. P.31-36.

6. Demurin Y., Skoric D. Unstable expression of Ol gene for high oleic acid content in sunflower seeds. Proc. 14th Int. Sunflower Conf., Beijing/Shenyang, China: 1996. P.145-150.

7. Skoric D., Seiler G. J., Zhao L., Chao-Chien J., Miller J. F., Charlet L. D. Sunflower genetics and breeding. International Monography. Serbian Acad. of Sci. and Arts, Branch in Novi Sad. 2012. 520 p.

8. Межгосударственный стандарт ДСТУ 30418-96. Масла растительные. Метод определения жирно-кислотного состава Введ. 01.01.98. Минск: Издательство стандартов, 1996. 7 с.

9. Лакин Г. Ф. Биометрия. М. : Высшая школа. 294 с.

10. Ведмедева К. В., Махова Т. В., Солоденко А. Е. Изучение признака высокого содержания олеиновой кислоты в масле подсолнечника и идентификация высокоолеинового генотипа по маркеру гена дельта-12-десатуразы. Conferinja §timjificд internationala (Edijia a VI-a) «GENETICA, FIZIOLOGIA §I AMELIORAREA PLANTELOR» 9-10 octombrie 2017. SECJIA II. Principii§iprocedee de majorare§icuantiflcare a variabilitдfiiereditare. Moldova. 2017. P.166-169.