способ идентификации деревьев сосны (pinus l.)

Формула изобретения

Способ идентификации деревьев сосны (Pinus L.), включающий изучение морфологических признаков семян анализируемых деревьев и их идентификацию по результатам изучения, отличающийся тем, что в качестве морфологического признака изучают текстуру семенной кожуры и при схожести деревьев по этому признаку считают их генетически идентичными.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области лесной селекции и генетики и более точно к способам (фено)генетической идентификации деревьев сосны (Pinus L).

Изобретение может найти применение при создании лесосеменных плантаций сосны из улучшенного селекционного материала, а также при анализе селекционной ценности уже созданных лесосеменных плантаций. Способ может быть широко использован при научно-теоретических разработках.

В настоящее время накоплен обширный материал о десятках и сотнях признаков видов древесных растений, прежде всего лесообразующих пород. Генетическая обусловленность этих признаков в подавляющем числе случаев не установлена и поэтому выделение внутривидовых форм для анализа структуры популяций, генетического анализа гибридов, полученных от свободного и контролируемого опыления (по особенностям кроны, листьев (хвои), коры и т.д.) не имеет убедительного обоснования.

В связи с этим необходимы новые подходы и методы для изучения популяций древесных растений, в частности деревьев сосны. Среди этих методов одним из важнейших является метод фенетики популяций.

Известные в настоящее время фенетические методы предполагают использование группы фенетических признаков различного токсономического уровня, что приводит к вероятностному результату.

Самой трудной задачей фенетического подхода к изучению популяций древесных пород является выделение и описание морфофенов, которые маркируют отдельную особь и являются к тому же генетически маркерами. До сих пор такие маркеры не известны.

Существует ряд способов (фено)генетической идентификации деревьев сосны. Так, например, известен способ, по которому проводят идентификацию сходных фенотипов деревьев сосны (Сборник материалов III Всесоюзного Совещания, Саратов, февраль 1985 г. Е.А.Пугач "Идентификация фенотипов сосны обыкновенной Pinus sylvestis на основе использования морфологических признаков генеративных органов"). Способ предусматривает одновременное использование ряда морфологических признаков генеративных органов в их совокупности. Анализ проводится по шести основным морфологическим признакам: цвету и форме апофиза шишки; цвету семян и крылышек, цвету мужских и женских стробилов.

Этот способ носит вероятностный характер, он основан на использовании комбинаций (наборе) морфологических признаков, каждый из которых должен обнаруживать определенное сходство с генетически родственной особью. Чтобы это сходство приближалось к тождественности (абсолютному сходству), привлекался возможно больший набор морфопризнаков.

В результате устанавливается сходство с определенной степенью вероятности, но не полное.

Таким образом, использование этого метода не позволяет с высокой степенью точности идентифицировать (фено)генетическое родство деревьев на плантации. Это связано с тем, что в методе отсутствует доказательство генетической природы выбранных признаков.

До настоящего времени не известно достоверного способа (фено)генетической идентификации деревьев сосны, так как не выявлен признак, который бы маркировал отдельную особь.

В основу изобретения положена задача создать такой способ (фено)генетической идентификации деревьев сосны (Pinus L), который позволил бы идентифицировать родственные связи деревьев с абсолютной точностью.

Эта задача решается тем, что предлагается такой способ, в котором, согласно изобретению, идентификацию осуществляют с помощью нового фена-текстуры кожуры семян указанных деревьев.

До сих пор не было известно, что кожура семян сосны имеет текстуру (определенный рисунок, см. фотографию на чертеже). Причем, каждому дереву сосны присущ свой индивидуальный рисунок. Установлено, что этот признак передается по материнской линии, так как текстура кожуры семени эмбриологически закладывается в материнском цветке до опыления пыльцой. Этот признак дает возможность проводить идентификацию с абсолютной точностью.

Таким образом, выявлен элементарный дискретный морфологический признак (морфофен), а именно текстура кожуры семени, который позволяет маркировать отдельную особь сосны.

Являясь признаком, передающимся по матери, выявленный морфофен-текстура семенной кожуры играет роль не фенетического, а генетического маркера отдельной особи.

Благодаря этому, предлагаемый способ может найти применение в научно-исследовательских работах в области генетики и селекции леса при изучении структуры популяции сосны (Pinus L), генетическом анализе семенного потомства различных скрещиваний. Способ позволяет широко развернуть научные исследования в неразработанной проблеме материнского наследования основы плюсовой селекции основных видов лесообразующих пород на примере видов Pinus L.

Способ открывает большие возможности при разработке проблем лесной генетики. Благодаря применению предлагаемого способа можно создавать лесосеменные клоновые плантации сосны из улученного материала, а также анализировать уже созданные лесосеменные плантации по их селекционному качеству.

Способ осуществляется следующим образом. С каждого анализируемого дерева сосны собирают шишки, не менее 10 штук, которые затем традиционно рассушиваются при комнатной температуре. При рассушивании не допускается освобождение семян от крылаток. Семена аккуратно вынимают из шишек с помощью пинцета за крылатку и анализируют на пустосемянность. Пустые семена отбраковывают. Полнозернистые, неповрежденные семена, как обычно, закладывают в холодильник на 48 часов в специальных полиэтиленовых пакетиках. Затем просматривают семена с целью их идентификации, например с помощью стереомикроскопических приборов отраженного света при увеличении в 12,5 раз. Семена попарно сравнивают между собой и анализируемым деревом. Семена идентифицируют по текстуре кожуры семени. Просматривается и анализируется не менее 50 семян из 10 шишек.

Проанализировано на сходство и различие 10 видов сосны рода: крымская сосна Румелийская, сосна желтая, сосна горная, сосна Веймутова, сосна обыкновенная, сосна черная, сосна погребальная, кедровая сосна, сосна замечательная. Для всех указанных видов рисунок семенной кожуры является маркерным генетическим признаком отдельной особи. Было проанализировано не менее 1000 деревьев, просмотрено 10 тыс. шишек, около 300 тыс. семян.