197163. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hibrid növényfajták előállítására
1 1971G3 5 virágzásig az apai vonal auxotrófiájának megfelelő anyaggal, a tenyészidó végéig pedig az anyai vonal auxotrófiájának megfelelő anyaggal kezeljük. Ismeretes, hogy a normál növények a talajból és a levegőből fölvett tápanyagokból megélnek, vagyis prototrófok, míg az auxotróf növénynek még bizonyos egyéb anyagra, pl. vitaminra vagy aminósavra, azaz kiegészítő tápanyagra is szüksége van, annak hiányában elpusztul. Amennyiben a deficenciát, a hiányt kielégítjük, pl. thiamin-hiánymutáns esetén a levélre permetezett thiamin oldattal normál növény fejlődik. Azt tapasztaltuk, hogy az auxotróf növény öntermékenyüléséból származó utód a hiány pótlása nélkül elpusztul, de az auxotrófot prototróffal keresztezve az utód életben marad. Ennek oka abban van, hogy az auxotrófia recesszív, a protófia domináns bélyeg, és az Fi utódban a domináns jelleg jelenik meg. Ebből az következik: ha egy anyatőrzs tisztán auxotróf, de csak felerészben himsteril egyedekböl áll, az utódaik csakis idegentermékenyülés útján maradhatnak meg: ha a beporzó apa prototróf, az összes hibrid egyed egészséges lesz, a fertilis őntermékenyül, tehát utóda auxotróf lesz s Így elpusztul. Ily módon a feladat teljesül, mivel a hibrid egyedek mind megmaradnak, az öntermékenyültek mind elpusztulnak. Előfordulhat, hogy a hímsterilek fertilis, auxotróf testvérnövényektől termékenyülnek meg, de ezek is elpusztulnak, mivel mindkét szülőjük auxotróf volt. Az auxotróf biokémiai hiány-mutánsokat a baktériumgenetikéban figyelték meg először (RYAN-LEDERBERG, 1946). Létezésüket a különböző növényfajokban is leírták, illetve indukálták, Így: az Arabidopsisban LANGRIDGE (1955), RÉDEI (1965) thiamin hiányt, paradicsomban LANGRIDGE (1961) szintén thiaminhiányt, kukoricában GAVAZZI (1975) prolin-. Ryocyamus muticusban GEBHARDT (1981, 1983) histidin-, triptofán-, LÁZÁR (1983) a nitrát reduktáz hiánymutánsát irta le. A nitrát reduktáz hiányt az N. plumbaginifoliában NEGRITU (1981), a Petumia hybridában STEFFEN és SCHIDER (1984) találta meg. Ugyancsak a Petúniában SIDOROV, MENCEL és MALIGA (1981) az izoleucin, a szójában RÓTH (1982) az aszpargin és glutamin, a Datura innoxiában HORSCH (1983) az arzénét táplálkozási hiányt figyelte meg. Az újabb és újabb auxotrófok leírása ma már hétköznapi esemény. Az auxotróf növények fejlődéséhez szükséges, de hiányzó anyagokat általában tápoldat formájában, talajba adagolva vagy permetezéssel pótolják. Tekintve, hogy ezek az anyagok többnyire aminosavak vagy vitaminok, alkalmazásuk a környezetre nem ártalmas. A találmányunk tárgya a gyakorlatban, példaként a következők szerint foganatosítható: 1. példa Hibridelőállitás auxotróf apai vonallal Auxotróf apai vonal alkalmazásakor az anya vonal prototróf, azaz normál táplálkozási funkciókkal rendelkezik és himsteril (msms Aux Aux), az ai>a fertilis és recessziv auxotróf (MsMs aux aux). A két szülő keverten vethető és a keresztezésből nyert Fi növények normál megjelenésű fertilis autotrófok (Ms ms Aux aux). A virágzás idejéig az állományt a beporzó növény számára nélkülözhetetlen, az anyanövény számára közömbös szerrel, pl. thiamin auxotrófia esetén thiamin oldattal kezeljük. Ezáltal az apa pollenadó szerepét be tudja tölteni. A kezelés abbahagyása után, éppen a hiánymutáns jellegből adódóan az apa növények elpusztulnak, mig az anya növények hibridvetőmag termésüket beérlelik. A hibridelőállitásnak ez a módja a szülők kevert vethetóségének minden előnyét magában hordozza. Pl. így a szülök egymással érintéstávolba kerülnek, így a beporzás sokkal jobb lesz. Hátrányaként az róható fel hogy a beporzó apanövények önmegtermékenyülésből (MsMs aux aux) is származhat magtermés, de az ezen magokból kelt növény auxotrófiája miatt életképtel^i, továbbá csak tiszta himsteril vonal esetén használható, mivel az anya prototróf. 2. példa Hibridelőállítás auxotróf anyai vonallal Auxotróf anyai vonal esetén az anya himsteril recesszív auxotróf (msms auxaux), az apa normál prototóf (MsMs AuxAux). Az Fi utód-növények normális megjelenésű himfertil prototófok lesznek (MsMs Auxaux), mint az 1. példában. Az auxotróf anyavonal alkalmazása esetén pásztás vetést kell alkamazni, mivel az apa fertilis s igy a himsteril anyával nem keverhető, továbbá az anyát a vetéstől az aratásig kell hiányának megfelelő vegyszerrel kezelni. Jelentős előnye azonban a megoldásnak, hogy az anyanövényeken termett szemekből, pl. búza, árpa, Fi nemzedékből csak a hibrid utód-növények lesznek életképesek, mert az ön- vagy testvértermékenyülésböl származó szemek mind auxotrófok. Ebből következően az eljárás eredményes akkor is, ha az anya hím- vagy önsterilitása nem tökéletes, vagy ha az anyák akár 50%-a is fertilis. Ez a körülmény a génikus himsterilitás széleskörű alkalmazását teszi lehetővé azáltal, hogy az anya auxotrófiája mind a részleges-, citoplazmás-, génikus- vagy önsterilitása esetén hatékonnyá teszi a himsterilitást. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
